不同声子晶体模型的轨道结构振动带隙对比分析

为从弹性波角度准确分析轨道结构的振动特性,采用传递矩阵法建立单层欧拉梁、单层铁木辛柯梁,双层欧拉梁、双层铁木辛柯梁四种轨道结构声子晶体理论分析模型,分析结果表明,不考虑阻尼影响时,单层欧拉梁模型与单层铁木辛柯梁模型在0～ 250 Hz内带隙位置无明显差异,在1000 Hz以上时二者的带隙位置则显著不同;双层欧拉梁模型和双层铁木辛柯梁模型0～ 250 Hz内带隙位置有较大不同,而在250 Hz以上频段内的"带隙"位置基本相同,且与单层梁模型带隙位置有显著不同.考虑阻尼影响时,各模型均存在通带变为不完全带隙,以及禁带的频带宽度会有微小展宽的现象,禁带的中心位置受阻尼的影响可忽略不计.在低频(0 ～250 Hz)内的现场测试结果与理论分析结果基本吻合,因此建议采用声子晶体理论分析钢轨振动噪声控制时,250 Hz以上的中高频振动分析采用铁木辛柯梁模型更为准确,分析250 Hz以下低频振动时,无砟轨道可用单层欧拉梁模型或铁木辛柯梁模型,有砟轨道应采用双层铁木辛柯梁模型.