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GFAI声源定位系统的列车Pass-by测试应用 |(列车弯道噪声)

日期:2019-03-27
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亲爱的小伙伴们在乘坐火车时一定有这样的经历,在列车转弯时总是会发出让人难以忍受的吱吱声~~就好像小时候用指甲刮黑板,让人浑身不舒服,所以肯定有人会好奇这样的噪声是怎么产生的呢!?
今天给大家介绍一种列车弯道噪声声源定位的测量方法。该项目是从瑞士“Appenzeller Bahnen”铰接式有轨电车的测量任务中得到的分析结果。这条有轨电车的路线是从圣加仑中央车站出发,双线穿过市中心。

在这次测量中我们使用的是德国Gfai公司的声学照相机测量系统。
系统主要参数:
1、48通道环形阵列

  • 直径75cm,整体碳钎维结构

  • 48组麦克风,动态范围:35dB-130dB

  • 典型云图频率范围:400Hz-20KHz

  • 典型测量距离:0.75-10m

    2、数据采集前端

  • 采样频率192KHz/每通道;

  • 以太网接口 > 高传输速率> 20 MByte/s, 网络兼容;

  • Windows XP集成个人电脑(嵌入式);

  • 带有12个额外通道的数字卡,用于记录转速、旋转角度等。

 

3、软件

NoiseImage

  • Photo 2D

  • Movie on Movie 2D

我们再来看看测量计划和测量结果。
测量计划:
现场使用星形48通道阵列还是环形48通道阵列,取决于后处理的云图频率分析范围和测量距离。声学照相机移动电源保证了供电,可连续测量4小时以上。从现场停车开始搭建测试系统到开始测量只需要15分钟。
测量结果:
转弯啸叫声是一个非常复杂和难以描述的过程。发生这种情况的一个原因是钢轨半径达到某个特定的尺寸。在这里,逐渐变细的车轮踏面不能仅通过滚动运动来补偿内外车轮之间不同的移动距离。在转弯过程中,外部车轮与轨道的接触是产生另一种种噪音的原因。(图2阐明相关性)

测量分析结果如下。如图3所示,车辆前方轨道部分的云图辐射代表了轨道本身的直接声辐射。铁轨声辐射在一定时间内是局部稳定的,这和之前预估的情况是一致的。此外,在相关的云图(图4)分析结果中清楚地描述了几种啸叫模式。

图5和图6所示为驱动电机周围的噪声辐射对比图,在正常直线运行过程中,驱动电机辐射噪声是局部稳定的,没有发出任何啸叫噪声。相关的云图(图7)中啸叫异响就不那么明显。

在这个项目里,钢轨本身为噪声辐射的主要介质,并随之而采取相应的改进措施,包括对在上述线路上运行的几辆车辆的车头润滑系统进行改造。改进措施实施后的一个附加效果,是减少了轨道和踏面的磨损。
另一个测量项目是为了验证在某条专线上对Appenzeller Bahnen列车的车轮噪声减振器进行改造的可行性(图8)。在实验中,列车的一侧轮子装有车轮噪音减震器而另一侧没有,便于进行对比。

在这次实验中,钢轨本身再次被定义为一个相当大的辐射面,如图9所示。

结论:
将声学照相机技术应用于轮轨系统噪声辐射问题的研究,对铁路车辆制造企业具有较高的参考价值。初步测试实验就显示了非常有趣的结果,并加速了问题的解决和验证了该测量系统对此类任务的适用性。所以,即使是用配置精简的声学照相机系统,也可以对腐蚀了的导轨、产生变形的导轨、被磨平的轮对导轨等不同工作状态导轨声辐射特性得到清晰的分析结果。

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