基于粒子阻尼的北京冬奧智能動車組減振降噪關鍵技術

高端裝備制造

一、項目分類

關鍵核心技術突破

二、技術分析

（1）國際首創性提出連續-非連續多體耦合動力學建模方法

廈門大學肖望強教授團隊在國際上率先提出連續-非連續多體耦合動力學建模方法，研究有限元的載荷邊界與離散元的位移邊界的雙向傳遞過程，將接觸載荷從離散元域向結構有限元節點等效移置映射。解決了使用粒子阻尼關鍵技術的高端設備結構進行動力學設計時，無法采用有限元法對其動態響應進行分析的難題。

應用該分析方法，為保障冬奧列車在京張線350Km/h運行速度下舒適的聲環境，為各國政要和冰雪健兒的冬奧專列旅程帶來寧靜舒適的感受。廈門大學開展科研攻關，最終克服技術難題，突破創新，在航空航天技術基礎上，針對輪軌和空氣渦激等振動激勵源，在冬奧4動4拖動力分散式動車組頭車結構上，專門研制了冬奧列車專用粒子阻尼裝置，解決了高速冬奧專列噪聲控制的世界難題。該裝置不畏極寒天氣，不改變車廂結構，顯著提升了冬奧專列高速運行時車廂內聲環境舒適度，在高鐵車廂內部形成一層無形的“隔聲護盾”。京張線冬奧列車如圖1所示，實車測試如圖2所示。

圖1 京張線冬奧列車

圖2 實車測試

2020年12月，教育部在北京組織召開成果鑒定會，鑒定意見為：該成果技術難度大，創新性強，具有重大經濟和社會效益，項目綜合水平達到同類產品國際先進水平。

該技術已應用于航空航天、船舶、車輛、機械、建筑、化工、新能源等領域，并在更多涉及振動噪聲控制的領域有著極高的應用價值。

基于粒子阻尼的北京冬奧列車減振降噪關鍵技術擁有不懼嚴寒、不改變車廂結構等優勢，能在高鐵車廂內部形成一層無形的“隔聲護盾”，可高效保障動車組在350Km/h及400Km/h運行速度下的舒適聲環境。預計在復興號動車組將大范圍投入使用。

基于粒子阻尼的北京冬奧列車減振降噪關鍵技術有效解決了高速動車組振動噪聲控制的世界難題，同北京冬奧列車一起，向世界展示了中國科技創新實力。該技術極大提升我國高端裝備振動噪聲控制水平，實現了從研發到生產的國產化升級替代，保證核心技術不再受國外“卡脖子”困擾，并從源頭上解決了高鐵運行過程中對周邊居民的噪聲污染問題，大大降低噪聲投訴。同時，振動噪聲控制可提升旅客乘坐舒適度，再伴隨提速與智能化優勢趨勢，未來將有更多旅客選擇軌道交通出行。

發明專利

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

可以量產

達到國際先進水平

獨立研究