呂曉鵬　李文強　孫召進(jìn)

摘 要：基于隔聲測試評價標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗方法，研究了地鐵車輛側(cè)墻的隔聲性能。地鐵車輛車體側(cè)墻隔聲性能試驗主要從側(cè)墻、側(cè)墻填充、側(cè)墻夾層三個方面進(jìn)行研究。試驗結(jié)果表明，填充后的側(cè)墻試件在隔聲效果上有顯著提高，對于側(cè)墻夾層斷面也有一定效果。試驗結(jié)果充分說明了填充三聚氰胺泡沫對隔聲性能的影響，可以對今后的地鐵車輛側(cè)墻隔聲性能的優(yōu)化提供幫助。

關(guān)鍵詞：隔聲量；側(cè)墻填充；隔聲材料；聲學(xué)

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.02.094

隨著城市交通的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今越來越多的城市都進(jìn)入了地鐵時代，地鐵給人們的生活工作帶來了便利，同時人們對地鐵車輛的要求也越來越高，噪聲、舒適度等指標(biāo)受到的關(guān)注日益增加。由于地鐵行駛在隧道中，車外環(huán)境噪聲很大，對整車而言，側(cè)墻的隔聲性能相對較弱，其隔聲能力的大小，將直接影響到車內(nèi)噪聲的高低。因此，側(cè)墻結(jié)構(gòu)的隔聲性能研究對地鐵車輛的發(fā)展具有重要意義。

1 車外噪聲

根據(jù)對現(xiàn)有的地鐵車輛車外噪聲測試結(jié)果分析，掌握地鐵車外噪聲水平。明線60km/h行駛時：轉(zhuǎn)向架區(qū)域噪聲104dB（A），非轉(zhuǎn)向架區(qū)域噪聲要低約8dB（A）；隧道60km/h行駛時：轉(zhuǎn)向架區(qū)域噪聲109dB（A），非轉(zhuǎn)向架區(qū)域噪聲要低約5dB（A），側(cè)墻表面中部噪聲約106dB（A），側(cè)墻端部比中部高1-2dB（A）。

英國南安普頓大學(xué)振動噪聲研究所的軌道系統(tǒng)噪聲專家David Thompson教授在其專著《Railway Noise and Vibration》中，對輪軌噪聲進(jìn)行了深入研究后，利用TWINS軟件分解出車輪噪聲、鋼軌噪聲、軌枕噪聲的主要頻段和對總噪聲的貢獻(xiàn)度，如圖1所示，各部分噪聲的主要頻率為：軌枕噪聲：400Hz以下；鋼軌噪聲：500Hz～1000Hz；車輪噪聲：1250Hz以上。

車外噪聲在非轉(zhuǎn)向架區(qū)頻譜較為平順光滑，初步判斷主要為空氣聲；轉(zhuǎn)向架區(qū)域再低頻100～160Hz、中頻500-1000Hz附近出現(xiàn)峰值。由此可知，中頻附近峰值受鋼軌噪聲影響較大。

2 測試方法

隔聲試驗由兩個混響室組成，發(fā)聲室和受聲室內(nèi)均按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求無規(guī)則布置5個傳聲器，聲源采用12面體無指向性聲源。測試時，被測樣件緊固在測試窗口上，周邊用木塊和膩子密封防止漏聲。

測試期間，發(fā)生室內(nèi)用白噪聲產(chǎn)生100dB以上的混響聲場，聲源開啟20s至聲場穩(wěn)定后，開始發(fā)聲室和受聲室的聲壓級測試，采集時間30s并關(guān)閉聲源。隨后測量并計算受聲室的混響時間。

3 隔聲測試結(jié)果

本次試驗采用的車體側(cè)墻為鋼板加筋車體，夾層結(jié)構(gòu)采用的材料為三聚氰胺泡沫，主要進(jìn)行兩組試件對比。

第一組選擇1、2、3、4#樣件進(jìn)行對比，主要分析樣件在填充不同位置時對隔聲量數(shù)值的影響。其中1#側(cè)墻由蒙皮、橫梁和立柱組成；2#側(cè)墻填充4個20mm厚凹槽；3#側(cè)墻在2#基礎(chǔ)上填充3個立柱空腔；4#側(cè)墻在3#基礎(chǔ)上填充5個橫梁空腔。

第二組選擇1、5、6#樣件進(jìn)行對比，主要分析二層加入后對隔聲量的影響，以及填充后再加上二層是否會進(jìn)一步提高隔聲量。其中5#和6#樣件使用的二層結(jié)構(gòu)都是50mm厚三聚氰胺泡沫。

4 結(jié)論

通過對凹槽、立柱、橫梁進(jìn)行填充，側(cè)墻的隔聲量均有1-2dB的提高。

凹槽和橫梁的填充對中頻（400-1000Hz）的提高明顯，特別是橫梁填充，立柱的填充對高頻（1250Hz以上）的提高明顯。

只增加二層結(jié)構(gòu)，雖然對隔聲量提高4dB，但主要集中在高頻，這并非地鐵車輛所關(guān)心的頻段。

在填充后增加二層結(jié)構(gòu)，能有效提高中頻的隔聲量，隔聲效果增加了2-3dB。

三聚氰胺泡沫材料密度低，重量輕，對結(jié)構(gòu)的整體重量影響很小，而且對隔聲性能提升明顯；對于側(cè)墻樣件在凹槽、橫梁和二層上填充三聚氰胺泡沫，能在地鐵車輛關(guān)心的中頻段起到顯著的隔聲效果。

參考文獻(xiàn)

[1]全國聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 19889.3-2005建筑和建筑構(gòu)件隔聲測量第3部分：建筑構(gòu)件空氣聲隔聲的實驗室測量[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[2]呂玉恒，王庭佛.噪聲與振動控制設(shè)備及材料選用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[3]范玉嶺，王敏慶.復(fù)合板隔聲性能分析[J].噪聲與振動控制，2007，27（2）：9093.