基于粒子阻尼的北京冬奥智能动车组减振降噪关键技术

一、项目分类

关键核心技术突破

二、技术分析

（1）国际首创性提出连续-非连续多体耦合动力学建模方法

厦门大学肖望强教授团队在国际上率先提出连续-非连续多体耦合动力学建模方法，研究有限元的载荷边界与离散元的位移边界的双向传递过程，将接触载荷从离散元域向结构有限元节点等效移置映射。解决了使用粒子阻尼关键技术的高端设备结构进行动力学设计时，无法采用有限元法对其动态响应进行分析的难题。

应用该分析方法，为保障冬奥列车在京张线350Km/h运行速度下舒适的声环境，为各国政要和冰雪健儿的冬奥专列旅程带来宁静舒适的感受。厦门大学开展科研攻关，最终克服技术难题，突破创新，在航空航天技术基础上，针对轮轨和空气涡激等振动激励源，在冬奥4动4拖动力分散式动车组头车结构上，专门研制了冬奥列车专用粒子阻尼装置，解决了高速冬奥专列噪声控制的世界难题。该装置不畏极寒天气，不改变车厢结构，显著提升了冬奥专列高速运行时车厢内声环境舒适度，在高铁车厢内部形成一层无形的“隔声护盾”。京张线冬奥列车如图1所示，实车测试如图2所示。

图1 京张线冬奥列车

图2 实车测试

2020年12月，教育部在北京组织召开成果鉴定会，鉴定意见为：该成果技术难度大，创新性强，具有重大经济和社会效益，项目综合水平达到同类产品国际先进水平。

该技术已应用于航空航天、船舶、车辆、机械、建筑、化工、新能源等领域，并在更多涉及振动噪声控制的领域有着极高的应用价值。

基于粒子阻尼的北京冬奥列车减振降噪关键技术拥有不惧严寒、不改变车厢结构等优势，能在高铁车厢内部形成一层无形的“隔声护盾”，可高效保障动车组在350Km/h及400Km/h运行速度下的舒适声环境。预计在复兴号动车组将大范围投入使用。

基于粒子阻尼的北京冬奥列车减振降噪关键技术有效解决了高速动车组振动噪声控制的世界难题，同北京冬奥列车一起，向世界展示了中国科技创新实力。该技术极大提升我国高端装备振动噪声控制水平，实现了从研发到生产的国产化升级替代，保证核心技术不再受国外“卡脖子”困扰，并从源头上解决了高铁运行过程中对周边居民的噪声污染问题，大大降低噪声投诉。同时，振动噪声控制可提升旅客乘坐舒适度，再伴随提速与智能化优势趋势，未来将有更多旅客选择轨道交通出行。

ZL202110255694.3；ZL201410392332.9；ZL201410392495.7等