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基于约束阻尼层的高速客车车体弯曲振动的抑制

黄彩虹 曾京

黄彩虹, 曾京. 基于约束阻尼层的高速客车车体弯曲振动的抑制[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(1): 36-42. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.01.007
引用本文: 黄彩虹, 曾京. 基于约束阻尼层的高速客车车体弯曲振动的抑制[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(1): 36-42. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.01.007
HUANG Cai-hong, CENG Jing. Flexural vibration suppression of car body for high-speed passenger car based on constrained damping layers[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(1): 36-42. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.01.007
Citation: HUANG Cai-hong, CENG Jing. Flexural vibration suppression of car body for high-speed passenger car based on constrained damping layers[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(1): 36-42. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.01.007

基于约束阻尼层的高速客车车体弯曲振动的抑制

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.01.007
基金项目: 

国家自然科学基金项目 50823004

牵引动力国家重点实验室自由探索自主研究课题 2008TPLZ04

国家973计划项目 2007CB714701

详细信息
    作者简介:

    黄彩虹(1985-), 男, 四川乐山人, 西南交通大学工学博士研究生, 从事车辆系统动力学研究

    曾京(1963-), 男, 湖南涟源人, 西南交通大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U270.11

Flexural vibration suppression of car body for high-speed passenger car based on constrained damping layers

More Information
  • 摘要: 为了降低车体的弹性振动, 将车体考虑为两端自由等截面欧拉梁, 建立了铁道客车刚柔耦合系统垂向动力学模型, 通过幅频特性分析计算了系统各部件固有模态以及车体模态损耗因子对车体弹性振动的影响。对车体表面局部进行约束阻尼处理, 通过合理假设推导了含有约束阻尼层的车体模态损耗因子的计算公式。数值分析结果表明: 车体一阶弯曲自振频率接近人体振动敏感区域, 为减小车体弹性振动, 必须首先降低一阶弯曲振动。良好的乘坐舒适性可以通过增加车体结构的损耗因子来实现, 车体局部贴附约束阻尼层可以增加车体结构阻尼。为了使车体结构获得最大的损耗因子, 阻尼材料应该贴附在弯曲变形最大的位置, 并且约束层和粘弹性层贴附长度和厚度有一个最佳值。只要选择合适的阻尼材料, 就能获得很好的减振效果, 从而达到提高高速客车乘坐舒适性的目的。

     

  • 图  1  车辆系统动力学模型

    Figure  1.  Dynamics model of vehicle system

    图  2  动力放大系数

    Figure  2.  Dynamic magnification factors

    图  3  损耗因子对动力放大系数的影响

    Figure  3.  Effect of loss factors on dynamic magnification factors

    图  4  贴附约束阻尼部分梁的几何变形关系

    Figure  4.  Geometry and deformation of sandwich beam

    图  5  贴附约束阻尼部分梁单元受力

    Figure  5.  Forces of sandwich beam element

    图  6  贴附位置对模态损耗因子的影响

    Figure  6.  Effect of locations of constrained damping layers on modal loss factors

    图  7  覆盖率对模态损耗因子的影响

    Figure  7.  Effect of different percent coverages of constrained damping layers on modal loss factors

    图  8  弹性模量对模态损耗因子的影响

    Figure  8.  Effect of elastic moduli on modal loss factors

    图  9  贴附厚度对模态损耗因子的影响

    Figure  9.  Effect of sicknesses of constrained damping layers on modal loss factors

    图  10  加速度均方根曲线

    Figure  10.  Root mean square curves of accelerations

    图  11  加速度幅频特性曲线

    Figure  11.  Frequency response characteristic curves of accelerations

    表  1  客车系统计算参数

    Table  1.   Calculation parameters of vehicle system

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    表  2  阻尼层结构计算参数

    Table  2.   Calculation parameters of damping layers

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-10-21
  • 刊出日期:  2010-02-25

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