基于系统模态匹配策略的地铁车辆车体减振设计

马敏纳 周劲松 赵阳阳

（同济大学铁道与城市轨道交通研究院，201804，上海∥第一作者，硕士研究生）

随着城市轨道交通迅速发展，轨道交通制造行业竞争日趋激烈，产品供应周期也不断缩短。但产品研发周期缩短、外购设备增多等问题往往使整车与设备在设计中不能合理匹配，导致轨道车辆的振动、噪声问题日益突出，有些车辆的振动噪声问题更直接导致车辆交付延期甚至不能交车，给主机厂带来严重的负面影响。此外，振动和噪声共存的环境直接影响舒适度和运营质量，甚至人的大脑思维也会受到干扰。人脑的工作频率约为20～40 Hz［1］，人体在这个频段内感受到正弦振动会非常敏感［2－3］。随着生活水平的提高，人们对生活质量的要求也日益增高，因轨道交通迅速发展而诱发的振动问题，已经引起了公众的强烈反应。

为及早避免系统出现共振从而进一步影响舒适性，在车辆开发过程中就制定设备和车体的模态频率规划，是如今轨道交通产业提高产品成功率和列车运行舒适性的必然趋势。本文提出了适用于地铁车辆的模态匹配策略和模态设计原则，以系统有效地指导产品的设计、采购和生产过程，尽可能减少车辆组装下线后出现振动、噪声剧烈的现象。

1 基于弹性振动性能的模态设计原则

模态匹配最基本的原则是在设计上保证车体承载结构、车体局部结构及其各子系统的模态频率不与吊挂设备及悬挂激励频率发生共振。……