【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及軌道交通裝備，尤其是涉及一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體及減振驗證方法。
技術介紹
1、近年來，隨著城市交通的不斷發展與通行網絡的不斷完善，載運工具的安全性、舒適性、穩定性逐漸受到人們的重視，在各種通行方式中，軌道交通由于其運量大、速度快、安全性高、占地面積小等優點，逐漸成為交通運輸領域的大動脈，對地方經濟的發展與民眾生活水平的提高起到重要的作用。
2、隨著動力分散技術逐漸普及，列車運行速度不斷提升。但是在軌道不平順和風力作用的影響下，車體底架下種類繁多，質量各異的懸掛設備惡化了車輛的振動水平，嚴重影響列車的動力學性能。具體可能會產生振動、噪聲，甚至加速零件的疲勞老化，影響運行安全和使用壽命。
3、其中牽引變壓器又尤其典型，因為它質量比較大，振動情況復雜。根據理論分析牽引變壓器鐵心和繞組的振動基頻應該與電網頻率一致，為50hz，并且實際試驗測得的振動頻率也是50hz及其倍頻，因此需要有針對性的進行減振設計。以往對于列車的振動控制手段有優化彈性支撐，鏇修車輪，安裝動力吸振器以及優化車下設備布置方案。動力吸振器自從被專利技術以來，歷經上百年的發展，已經有多種多樣的形式，利用阻尼、慣性、電磁結構、自參數擺等各種結構進行減振。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了提供一種有效抑制車輛運行過程中的振動的用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體及減振驗證方法。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
3、一種用于
4、進一步地，所述箱體本體包括外殼、用于吊掛在車體下方的基座和用于提升強度的加強肋，所述基座和加強肋均安裝在所述外殼的兩個相對面上，且所述加強肋安裝在所述基座上。
5、進一步地，所述吸振結構安裝在箱體本體的四個相對面上，所述四個相對面與所述兩個相對面不存在重疊。
6、進一步地，所述箱體本體的材質為金屬。
7、進一步地，所述傳振子結構通過焊接方式安裝在箱體本體的外表面。
8、進一步地，所述吸能子結構通過膠粘方式安裝在所述金屬吸振器的邊緣部分。
9、進一步地，所述其余部分的厚度由中間部分至邊緣部分按照冪函數逐漸減小。
10、進一步地，所述吸能子結構為長方形橡膠阻尼層。
11、本專利技術還提供一種根據上述所述的用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體的減振驗證方法，包括以下步驟：
12、采用抗彎剛度度量吸振結構的彎曲波，所述抗彎剛度的計算表達式為：
13、
14、h(x)＝εxm
15、式中，d(x)為抗彎剛度，e為楊氏模量，h(x)為金屬吸振器中其余部分的結構函數，表示厚度，即厚度改變部分的結構函數，v為泊松比ε為系數，m為冪指數；根據吸振結構的抗彎剛度，構建彎矩m(x)與位移ω(x,t)的關系：
16、
17、對彎矩m(x)求空間的二階導數，得到：
18、
19、采用力矩平衡方程描述所述金屬吸振器中其余部分的平衡狀態，所述力矩平衡方程為：
20、
21、式中，為單位長度上的橫向力，ρ為結構的密度；
22、將所述力矩平衡方程帶入彎矩m(x)的表達式，并考慮所述其余部分在方向上的耦合性，得到所述其余部分的彎曲波的波動方程：
23、
24、式中，x,y為其余部分中的任意一點；
25、基于所述彎曲波的波動方程計算傳振子結構中不同位置的波數，并基于所述不同位置的波數計算累計相位，根據所述累計相位得到彎曲波在邊緣部分被捕獲而能量聚集，無法發生反射，完成驗證過程。
26、進一步地，所述計算傳振子結構中不同位置的波數的步驟包括：
27、構建傳振子結構中傳遞波的振幅表達式：
28、w(x)＝a(x)eiφ(x)
29、式中，φ(x)是從起始點到x點的累計相位變化，它是位置x的函數；
30、縱波波速cl和橫波波速ct表示為：
31、
32、
33、其余部分的相速度cp為：
34、
35、采用程函數描述傳遞波的振幅隨波傳播的變化，所述程函數為：
36、
37、式中，為波動方程對x方向的偏導數，β為振動波傳遞過程中相位變化的傳遞常數，kp為振動波傳遞過程中幅值變化的比例系數；
38、令β＝0，將w(x)＝a(x)eiφ(x)對x,y求偏導數為：
39、
40、
41、式中，a″(x)為a(x)二階導數項，a′(x)為a(x)一階導數項，φ′(x)為φ(x)一階導數項，φ″(x)為φ(x)二階導數項；
42、將求偏導數結果代入彎曲波的波動方程，可得：
43、
44、化簡得到：
45、
46、式中，為在各個正交方向上求導數以后再分別乘上各個方向上的單位向量，為梯度算子，表示振動波傳遞函數在空間各個方向上的全微分，n(x)表示該位置的折射率，k(x)是表示傳振子結構中不同位置的波數；
47、將h(x)＝εxm帶入幾何聲學的基本假設求得波數k(x)：
48、
49、基于波數k(x)的積分計算累計相位：
50、
51、式中，φ為累計相位。
52、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
53、(1)本專利技術牽引變壓器箱體設置的吸振結構包含有傳振子結構和吸能子結構，傳振子結構是由多個十字型的金屬吸振器陣列排布構成，金屬吸振器中間厚度均勻，其余部分的厚度由中間部分至邊緣部分逐漸減小，使得振動可以有效傳遞到傳振子結構中，在由中央向四周邊緣部分逐漸傳遞的過程中，隨著金屬吸振器的厚度逐漸減小，振動幅度逐漸增大，傳播速度逐漸減小，且通過在金屬吸振器邊緣設置吸能子結構，可以有效吸收振動能量，減小振動波的反射，有效抑制車輛運行過程中的振動。
54、(2)本專利技術在金屬吸振器的厚度逐漸減小部分中采用厚度隨冪函數逐漸減小的設計方式，使得入射波從均勻部分向其余部分也即厚度逐漸減小部分傳播，當傳播到邊緣部分時減小為0，累積相位變得無限大，理論上彎曲波將永遠無法到達結構的邊緣，從而就無法在邊緣發生反射。但是由于實際工程應用中由于截斷厚度的存在，會導致減振結構在實際應用中仍然存在反射，因此在結構邊緣覆蓋橡膠阻尼層，有效吸收振動能量，減小振動波的反射。
55、(3)本專利技術在牽引變壓器箱體的多個表面都加裝有陣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，包括箱體本體(1)和吸振結構(2)，所述吸振結構(2)包括傳振子結構(21)和吸能子結構(22)，所述傳振子結構(21)由多個十字型的金屬吸振器(211)陣列排布構成，所述金屬吸振器(211)的中間部分厚度均勻，其余部分的厚度由中間部分至邊緣部分逐漸減小，所述吸振結構(2)安裝在箱體本體(1)的外表面，所述吸能子結構(22)安裝在所述金屬吸振器(211)的邊緣部分。
2.根據權利要求1所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述箱體本體(1)包括外殼(11)、用于吊掛在車體下方的基座(12)和用于提升強度的加強肋(13)，所述基座(12)和加強肋(13)均安裝在所述外殼(11)的兩個相對面上，且所述加強肋(13)安裝在所述基座(12)上。
3.根據權利要求2所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述吸振結構(2)安裝在外殼(11)的四個相對面上，所述四個相對面與所述兩個相對面不存在重疊。
4.根據權利要求1所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓
5.根據權利要求1所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述傳振子結構(21)通過焊接方式安裝在箱體本體(1)的外表面。
6.根據權利要求1所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述吸能子結構(22)通過膠粘方式安裝在所述金屬吸振器(211)的邊緣部分。
7.根據權利要求1所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述其余部分的厚度由中間部分至邊緣部分按照冪函數逐漸減小。
8.根據權利要求1所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述吸能子結構(22)為長方形橡膠阻尼層。
9.種根據權利要求1-8任一所述的用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體的減振驗證方法，其特征在于，包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的減振驗證方法，其特征在于，所述計算傳振子結構(21)中不同位置的波數的步驟包括：
...【技術特征摘要】
1.一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，包括箱體本體(1)和吸振結構(2)，所述吸振結構(2)包括傳振子結構(21)和吸能子結構(22)，所述傳振子結構(21)由多個十字型的金屬吸振器(211)陣列排布構成，所述金屬吸振器(211)的中間部分厚度均勻，其余部分的厚度由中間部分至邊緣部分逐漸減小，所述吸振結構(2)安裝在箱體本體(1)的外表面，所述吸能子結構(22)安裝在所述金屬吸振器(211)的邊緣部分。
2.根據權利要求1所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述箱體本體(1)包括外殼(11)、用于吊掛在車體下方的基座(12)和用于提升強度的加強肋(13)，所述基座(12)和加強肋(13)均安裝在所述外殼(11)的兩個相對面上，且所述加強肋(13)安裝在所述基座(12)上。
3.根據權利要求2所述的一種用于車輛車下設備減振的牽引變壓器箱體，其特征在于，所述吸振結構(2)安裝在外殼(11)的四個相對面上，所述四個相對面與所述兩個相對面不存在重疊。
4.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宮島，吳佶蔚，周勁松，周凱，左建勇，沈鋼，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：
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