[實(shí)用新型]一種轉(zhuǎn)臂式火車車輪輻板聲輻射指向性測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521089056.5
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN205317492U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瑞乾;張學(xué)飛;韓健;屈磊
• 申請（專利權(quán)）人: 常州西南交通大學(xué)軌道交通研究院
• 主分類號: G01M17/10
• 分類號: G01M17/10
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 路接洲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于軌道交通車輛行業(yè)的NVH測試領(lǐng)域，涉及一種轉(zhuǎn)臂式火車 車輪輻板聲輻射指向性測試裝置。

背景技術(shù)

輪軌噪聲是軌道交通領(lǐng)域的主要噪聲源之一，且車輪產(chǎn)生的噪聲在輪軌噪 聲中占據(jù)了相當(dāng)大的比重，而車輪輻板是車輪噪聲的主要輻射區(qū)域，研究車輪 輻板的聲輻射指向性，可以幫助技術(shù)人員有效識別其聲輻射嚴(yán)重區(qū)域，從而針 對性地提出降噪措施。目前最常見的能夠用于聲輻射指向性研究的技術(shù)主要有 B&K等知名振動噪聲公司研發(fā)的用于遠(yuǎn)場、近場和內(nèi)外聲場全息測量分析和聲源 定位的輪輻陣列、球形陣列和平面陣列系統(tǒng)。

模態(tài)是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有振動特性，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在受到激勵(lì)后，會呈現(xiàn)出由若 干模態(tài)振動主導(dǎo)的復(fù)合振動型態(tài)，火車車輪亦是如此。其中，這些模態(tài)振動占 據(jù)了整體振動中的絕大部分能量。因此，識別火車車輪振動的主要模態(tài)，能夠 幫助研究人員從減振的角度，采取相應(yīng)措施，有的放矢地削弱這些主要模態(tài)振 動，從而達(dá)到減振降噪的目的。目前，識別結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模態(tài)及模態(tài)振型的方法主 要包括兩種：利用現(xiàn)有Ansys、MSCNastran、Vitual.lab等有限元軟件進(jìn)行計(jì) 算的方法；利用振動傳感器和模態(tài)激振器進(jìn)行測試的方法。

這些識別結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模態(tài)及模態(tài)振型的方法具有以下問題和不足：

(1)B&K等知名振動噪聲公司研發(fā)的聲陣列系統(tǒng)雖然具備很高的測試精度， 但其成本高昂，且所采用的傳聲器支架結(jié)構(gòu)相對固定，不便隨測試環(huán)境的變化 而做出相應(yīng)調(diào)整，因此對測試條件的要求較高，操作不夠方便；

(2)當(dāng)車輪的材料多樣且結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，利用有限元軟件準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的模 態(tài)和振型將變得較為困難；而傳統(tǒng)的振動測試方法需要振動傳感器和模態(tài)激振 器，測試成本高，且分析過程繁瑣。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：基于上述問題，提供一種簡單經(jīng)濟(jì)、操 作方便的轉(zhuǎn)臂式火車車輪輻板聲輻射指向性測試裝置，能夠有效識別火車車輪 輻板的聲輻射嚴(yán)重區(qū)域，并從聲學(xué)角度實(shí)現(xiàn)對火車車輪模態(tài)和振型的識別，從 而幫助技術(shù)人員針對性地提出減振降噪措施。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種轉(zhuǎn)臂式火車車輪輻 板聲輻射指向性測試裝置，包括移動支座、垂直焊接于移動支座上的垂向定位 軌道、垂向可移動連接于垂向定位軌道上的量角盤、連接于量角盤外側(cè)面的在 與量角盤平行的豎直面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)支臂以及安裝在旋轉(zhuǎn)支臂上的若干 個(gè)傳聲器夾具，若干個(gè)傳聲器夾具繞量角盤旋轉(zhuǎn)形成與量角盤平行的圓形測試 面，旋轉(zhuǎn)支臂上焊接有便于觀察量角盤上刻度的指示針。

進(jìn)一步地，量角盤的與旋轉(zhuǎn)支臂接觸面的對側(cè)面焊接有滑塊，滑塊為方形， 量角盤的圓心與滑塊焊接面的幾何中心重合。

進(jìn)一步地，垂向定位軌道的橫截面呈“[”型，垂向定位軌道側(cè)面形成供滑 塊上下位移的滑槽，垂向定位軌道中央沿垂向開設(shè)有用于將滑塊固定在垂向定 位軌道上的通槽。

進(jìn)一步地，滑塊的與滑槽接觸面的中心鉆有螺紋孔，通槽內(nèi)穿設(shè)有擰入螺 紋孔將滑塊固定在滑槽內(nèi)的第一螺栓。

進(jìn)一步地，量角盤的盤面上標(biāo)有角度刻度，量程360度，最小間隔為5度。

進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)支臂為折式直角結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)支臂包括相互垂直設(shè)置的連接 面和安裝面，連接面與量角盤外側(cè)面可旋轉(zhuǎn)貼合連接，若干個(gè)傳聲器夾具安裝 于安裝面上，若干個(gè)傳聲器夾具呈一列均勻排列，傳聲器夾具上安裝有傳聲器。

進(jìn)一步地，指示針的方向與傳聲器夾具列平行，指示針的反向延長線通過 傳聲器夾具列的旋轉(zhuǎn)中心。

進(jìn)一步地，連接面與量角盤圓心通過第二螺栓可旋轉(zhuǎn)連接，通過第二螺栓 的松緊，實(shí)現(xiàn)連接面以量角盤圓心為中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動及其與量角盤相對位置的 固定。

進(jìn)一步地，移動支座的底部安裝有變向輪。

進(jìn)一步地，量角盤的圓心、傳聲器夾具列形成的傳聲器列的旋轉(zhuǎn)中心與待 測車輪的中心在一直線上。

本實(shí)用新型的有益效果是：利用該裝置的基本結(jié)構(gòu)，只需適當(dāng)調(diào)整各部分 尺寸，便可實(shí)現(xiàn)對任意結(jié)構(gòu)的圓形聲輻射表面進(jìn)行聲輻射指向性測量；利用該 裝置可幫助技術(shù)人員簡便、直觀地識別火車車輪輻板聲輻射嚴(yán)重區(qū)域，從而針 對性地提出降噪措施；并實(shí)現(xiàn)了從聲學(xué)測試角度獲得車輪主要模態(tài)及其模態(tài)振 型的方法創(chuàng)新，不再局限于利用振動實(shí)驗(yàn)來獲取結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模態(tài)及振型信息的傳 統(tǒng)測試方法。

附圖說明