车辆振动、噪声分析与控制实验平台
(1)建设内容
该平台建设了消声室,为各类声学(噪声)测试实验提供环境。具体可以完成车辆的NVH、结构特性、模态分析、车辆速度和振动、车辆轮轨的振动和模态等方面的试验。可以配合相关本科、研究生课程,包括:车辆结构与原理、振动力学、振动与噪声控制技术基础、车辆系统动力学、车辆测试技术等车辆专业核心课程。
该平台可用于对研究车辆振动与噪声控制的基本方法开展相关实践教学和科学研究,促进了我校在噪声分析与控制方面的实验研究基础,同时配合了车辆工程等专业的振动与噪声控制基础、车辆测试技术等课程的实验环节的开展。
其他相关模块的完善包括液压传动与控制实验平台,完善并支撑了车辆传动和制动中对液压传动相关试验的需要。另外,构建了材料力学(工程力学)实验室,可进行构件拉伸、压缩、扭转、弯曲、组合变形、压杆稳定性等实验,以丰富学生对工程力学认识及掌握其力学性能的需要。平台中的部分仪器图片如下。

图 半消声室

图 DASPV10 8通道24位数据采集 图 高精度手持式声级计

图 加速度传感器 图 声压传感器

图 中低频体积声源 图 声强扫描仪


图 液压教学实验台
(2)实验平台使用
①平台开设的实验情况
可以给《工程力学》、《材料力学》、《振动力学》、《振动与噪声控制技术》、《车辆动力学基础》、《测试技术》等课程开设学生实验课。
主要可以开设的部分实验如下:
l 振动测试及分析;
l 噪声声场测试及分析;
l 结构模态测试;
l 轮轨振动及噪声测试;
l 环境振动与噪声测试;
l 轨道扣减隔振性能测试;
l 声学传递函数试验;
l 工程力学实验:构件拉伸、压缩、扭转、弯曲、组合变形、压杆稳定性;
l 液压实验:单级和多级调压回路、减压回路、卸荷回路、进油和回油节流调速回路、各类调速阀的速度换接回路、节流阀的平衡回路等。
②本科生毕业设计中的平台使用情况
相关课题的本科生在该实验平台做本科生毕业设计,其汇总如下表。
表 平台本科生毕业设计
序号 | 姓名 | 学号 | 题目 | 指导老师 |
1 | 章宁 | 1242404010 | 轮对振动的有限元分析 | 姚林泉 |
2 | 张续 | 1242404040 | 轨道车辆悬架系统控制策略 | 姚林泉 |
3 | 吴兆鑫 | 1242404049 | 车辆系统的简化与振动特性分析 | 沈纪苹 |
4 | 朱浩泉 | 1242404021 | 鹤吊液压转向系统设计 | 张卫华 |
5 | 徐胜寒 | 1242404052 | 轨道交通减振措施的效果评价与分析 | 李双 |
6 | 强嘉康 | 1242404054 | 汽车消声器优化设计 | 李双 |
7 | 钱毅 | 1242404011 | 城市轨道交通声屏障设计 | 李双 |
8 | 王漪 | 1242404030 | 高速列车停放制动装置优化设计 | 王学忠 |
9 | 杜长治 | 1242404034 | 二维非稳态轮轨滚动接触力学分析 | 吴兵 |
10 | 陆炜捷 | 1117437039 | 轮对的稳定性分析与计算 | 沈铨 |
11 | 沈凯杰 | 1117437042 | 地铁振动对地面建筑的影响分析 | 沈铨 |
12 | 姜秀杰 | 1142404011 | 苏州城市轨道交通振动特性分析 | 李双 |
13 | 金学健 | 1142404022 | 平行隧道列车同时运行引起的环境振动 | 李双 |
14 | 周佳佳 | 1142404027 | 某轿车动力装置参数的匹配设计 | 李成 |
15 | 徐超 | 1142404033 | 高速列车转向架的整体设计与变更分析 | 李成 |
16 | 周兴宇 | 1142404037 | 剪叉式升降平台钢结构的结构设计 | 刘鑫培 |
(3)实验平台产生成效
①大学生课外学术科研
(1)姜秀杰,金学健,邢倩荷,汤盛浩,王伟等,“苏州轨道交通振动特性及控制研究”,国家大学生创新创业训练项目,国家级项目,2013年-2015年,已结题(优秀)。
根据课题研究成果,发表学术论文1篇(EI源期刊)。
(2)丁荣梅,“轨道车辆垂向及空间模型随机参数结构的全局灵敏度分析”,2014年度江苏省大学生创新创业训练计划项目,省级项目,已结题。
(3)徐骞,“汽车通过不平顺路面对乘坐舒适度影响的研究”, 苏州大学第十八批大学生课外学术科研基金项目,一般项目。
(4)张寓厚,“轨道车辆纵向动力学模型及碰撞研究”,苏州大学第十八批大学生课外学术科研基金项目,一般项目。
(5)龙晓云,“随机不平路面激励对汽车行驶舒适性的影响分析”,苏州大学第十六批大学生课外学术科研基金项目,重点项目。苏州大学第十五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。
(6)周涛,“基于51单片机的“自动浇花器”的设计”,2014苏州大学大学生课外学术科研基金项目。
(7)涂涵,“石墨烯纳米材料的薄板模型及其力学性能研究”,2014苏州大学大学生课外学术科研基金项目。
②研究生利用平台进行科研
车辆工程和测试计量技术及仪器等专业的全日制硕士研究生基于该实验平台开展轨道交通振动与噪声控制、纳米薄膜声学特性及应用、智能结构振动控制等方面的研究工作,情况如下:
2011级车辆工程专业硕士研究生侯晋利用此平台完成了苏州轨道交通振动特性及控制的相关实验,发表2篇学术论文,并此基础上完成了硕士学位论文,以优秀的成绩通过论文答辩,毕业后苏州轨道交通集团有限公司工作,已成为公司的技术骨干。
2012级车辆工程专业硕士研究生程予露利用此平台完成了碳纳米管薄膜的一系列声学测试,并进一步完成了硕士学位论文,创新性明显。
2013级车辆工程专业硕士研究生范昭益利用此平台完成了可靠性实验,参加国际会议并宣讲论文,进一步完成了硕士学位论文。
2013级车辆测试计量技术及仪器专业硕士研究生游洋利用此平台完成了基于碳纳米管薄膜的电声系统的声学、电学及热学实验,对该电声系统进行了优化,在此基础上完成了硕士学位论文,发表学术论文1篇,申请专利1项。
2010级车辆工程专业硕士研究生张辉利用此平台完成了车辆-桥梁耦合系统动力学分析,进一步完成了硕士学位论文。
2010级车辆工程专业硕士研究生赵乾峰利用此平台完成了车辆-路基耦合系统动力学分析,进一步完成了硕士学位论文。
2011级车辆工程专业硕士研究生余衍然利用此平台完成了轨道车辆平稳性的随机参数全局灵敏度的研究与分析,在此基础上完成了硕士学位论文,发表学术论文2篇。
2012级车辆工程专业硕士研究生程曦利用此平台完成了车辆-轨-桥耦合系统动力学分析,进一步完成了硕士学位论文。
2012级车辆工程专业硕士研究生沙峰利用此平台完成了地震作用下车辆-轨-桥耦合系统动力学分析,进一步完成了硕士学位论文。
2013级车辆工程专业硕士研究生陈林利用此平台完成了车辆-无砟轨道结构耦合系统动力学分析,进一步完成了硕士学位论文。
2015级智能交通科学与技术专业博士研究生正在利用此平台开展智能结构振动控制研究的相关实验和分析。
③国际交流
通过该实验平台研究轨道交通振动和噪声特性及控制技术、纳米结构动力学特性、智能结构振动控制等,多次参加境外学术会议和学术交流。
(1)2015年8月,车辆工程专业研究生范昭益到美国参加了国际学术会议“21st ISSAT International Conference on Reliability and Quality in Design”,并作了论文宣读:Improved Gamma Process for Degradation Analysis Under NonlinearCondition,与专家们进行了交流。下图为范昭益与美国可靠性专家孙凤斌博士交流合影。

(2)2015年6月,李双老师带领4名车辆工程专业学生(姜秀杰、邢倩荷、汤盛浩、金学健)到香港,调研香港地铁的振动噪声技术,到香港大学振动噪声实验室参观,与该校黄立锡教授(著名噪声研究专家)课题组就轨道列车减振降噪技术、纳米材料的声学应用等问题进行了交流。

(3)李双老师2014年8月,到韩国又松大学铁道学院和韩国铁道部参观学习实验平台建设,与对方教授和专家交流实验室建设经验,讨论轨道车辆振动噪声测试解决方案。
| 苏州大学轨道交通实践教育中心 |