基于有限元功率流法的轮轨系统能量分布特性研究

周昌盛，周华龙，杨文茂，王 平

(1.中铁二院工程集团有限责任公司地下铁道设计研究院，成都 610031； 2.西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031)

伴随着我国轨道交通的发展，其产生的振动噪声逐渐影响着沿线居民的生产生活。进入21世纪以来，轨道交通振动噪声污染已成为人们需要重点解决的污染之一。在评价振动特性方面，轨道交通领域中一直采用传统的单因素评价指标(力、加速度、速度、位移)。大量研究表明，振动是以能量的形式在轮轨系统中传递，现有的评价指标具有一定的局限性。

功率流作为一种结合了力与速度两种变量的评价指标，可以从能量的角度评价结构振动特性，在机械、航空与船舶等专业中广泛应用。Goyder和White[1]提出功率流概念，并研究了无限梁和板中的功率流；Park[2]利用功率流方法研究了小阻尼系统高频的振动特性；杨波[3]和沈荣瀛[4]用传递导纳方法对复杂双层隔振系统进行了研究；周保国[5]、吴广明[6]用导纳方法对功率流在浮筏系统中的传递作出了解释；伍先俊[7]对振动功率流的计算方法进行了研究。此外，国内外学者也尝试将功率流方法运用于轨道交通的振动特性研究中。MFM Hussien[8]结合建立的地下隧道内浮置板模型，用平均功率流评价了减振措施的有效性；刘维宁[9]等基于功率流法对梯形轨枕轨道结构的减振性能进行了研究；谷爱军[10]采用导纳形式的功率流，建立了浮置板轨道的振动能量传递分析模型，并推导了输入基础的功率流表达式，探讨了轨道参数对于减振效果的敏感性；……