从图4可以看出,在100-250Hz频率范围内,a地板隔声量明显高于b地板,在该区域内,刚度对隔声量的影响起主要作用,由于b地板取消了蜂窝板结构,而采用阻尼材料代替,导致b地板整体刚度降低,从而使地板整体隔声量降低,且随着整体刚度的增加,第一阶共振频率增大。与a地板相比,b地板减少5kg蜂窝铝板,增加了2.4kg阻尼材料,有效地抑制了铝型材在315-800Hz频率范围的振动,提升了地板在该频率段内的隔声量。随着频率的升高,阻尼的隔声效应减弱,地板的局部振动效应占主导地位,a地板减振垫之间存在空腔间隙,声波在小声腔内不断反射消耗能量,从而增加高频部分的隔声量。
3.2阻尼厚度对隔声特性影响
从仿真结果可以看出,阻尼材料能有效地提高低频段内的隔声量,而地铁车辆车厢噪声主要以低频成分为主,为探究阻尼材料厚度对地板隔声量的影响,设置2mm、4mm、6mm、8mm四个阻尼厚度梯度,敷设于b地板上,计算隔声特性曲线如图5所示。
图5 不同阻尼厚度隔声特性曲线
从图5可以看出随着阻尼厚度增加,隔声特性曲线向上移动,隔声量呈现增大趋势。在250-800Hz频率范围内,阻尼充分发挥其剪切耗能优势,隔声效果明显,但随着阻尼厚度的增加,隔声量提升效果逐渐减弱,其中当阻尼厚度从2mm增加到4mm时,隔声量的提升效果最佳,最大隔声量增量达到3.8dB。由于阻尼某些具体参数与实际情况存在一定的差距,导致计算结果和实际略有出入,但总的趋势一致,在一定程度上反映了阻尼厚度对地铁车辆地板隔声量的作用规律。
4 总结
本文采用FE-SEA混合法对两类常见地铁车辆地板进行隔声性能的仿真计算,得到较为理想的结果和以下结论:
(1)a类地铁车辆地板的隔声优势区间为100-250Hz和800-3150Hz,b类地板则在315-800Hz频率范围内隔声效果较优,根据不同车辆内部噪声分布,选择不同地板能有效降低车内噪声。
(2)阻尼材料能有效地降低车内噪声,随着阻尼厚度的增加,隔声量增加,但并不是越厚越好,当阻尼厚度增大到某一值时,阻尼隔声效果开始减弱,结合安装空间及轻量化设计要求,选择合适的阻尼厚度,可以同时满足轻量化与低噪声要求。
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