特 集 【sustinaシリーズ S13 /S23 /HYBRID

橋 本 克 史 Katsufumi HASHIMOTO
谷 口 宏 次 Koji TANIGUCHI
鉄 道 車 両 にとって, 車 内 静 粛 性 はお 客 様 に 快 適 にご 利 用 いただくための 重 要 な 要 素 である. 特 に 高 速 走 行 す
る 新 幹 線 車 両 では, 車 内 騒 音 を 低 減 する 構 造 が 強 く 求 められる. 車 内 騒 音 低 減 策 の 開 発 に 向 け, 車 内 騒 音 の 現
状 分 析 や 騒 音 低 減 策 の 効 果 の 予 測 が 重 要 であることから,SEA 法 を 用 いた 解 析 手 法 について 開 発 を 進 め, 実 際
の 測 定 値 との 比 較 で 実 用 的 なレベルまで 精 度 を 上 げることができた. 今 後 は, 車 内 騒 音 低 減 策 の 開 発 に 使 用 す
るとともに,さらなる 精 度 向 上 もすすめていく.
Quietness・of・the・passenger・area・is・important,・for・the・railway・vehicle.・Particularly,・it・is・important・to・the・highspeed・vehicle.・Because・when・a・vehicle・runs・at・high・speed,・the・noise・increases.・It・is・important・that・we・can・analyze・thenoise,・to・develop・structure・to・reduce・the・noise.・So・we・develop・a・method・to・analyze・by・the・SEA・method.・The・SEAmodel・of・the・vehicle・which・we・built・collated・it・with・measurements・and・was・able・to・secure・analysis・precision.・Weanalyzed・using・this・model,・to・develop・・structure・to・reduce・the・noise.
鉄 道 車 両 にとって, 車 内 静 粛 性 はお 客 様 に 快 適 にご
利 用 いただくための 重 要 な 要 素 である. 特 に 新 幹 線 車
両 は 高 速 走 行 するため 車 内 騒 音 が 大 きくなる 傾 向 にあ
り, 車 内 騒 音 を 低 減 する 構 造 が 強 く 求 められる. 一 般 に,
騒 音 低 減 策 は 質 量 が 増 加 する 方 向 になるが, 高 速 走 行
のため 新 幹 線 車 両 には 軽 量 化 も 求 められている. 今 後
の 新 幹 線 の 速 度 向 上 に 向 け, 相 反 するこれらの 性 能 を
満 足 させるため, 軽 量 な 車 内 騒 音 低 減 策 の 開 発 が 必 要
である.
車 内 騒 音 低 減 策 の 開 発 にあたっては, 車 内 騒 音 の 現
状 分 析 や 騒 音 低 減 策 の 効 果 の 予 測 が 重 要 である.その
ため, 車 内 騒 音 解 析 手 法 の 確 立 が 必 要 と 考 え,SEA 法
を 用 いた 解 析 手 法 について 開 発 を 進 めている.
SEA 法 はStatistical・Energy・Analysis・Methodの 略 で,
統 計 的 エネルギ 解 析 法 と 訳 されている.SEA 法 では,「 音
響 」と「 音 の 元 となる 振 動 」を 統 一 してエネルギとし
て 扱 い, 実 測 データなどを 用 いて 統 計 的 手 法 を 適 用 し
てモデルを 作 成 し 解 析 を 実 施 する.
従 来 , 音 響 , 振 動 の 解 析 はFEMを 用 いて 実 施 されて
きたが, 鉄 道 車 両 のような 複 雑 で 規 模 が 大 きい 構 造 物
の 場 合 , 計 算 負 荷 が 非 常 に 大 きくなり,200Hzを 超 え
る 高 い 周 波 数 域 での 解 析 は 難 しい 状 況 である.SEA 法
では 解 析 モデルの 要 素 数 が 少 なくできることから, 計
算 負 荷 が 小 さく, 比 較 的 短 時 間 で 高 い 周 波 数 域 の 解 析
ができ,これが 最 大 の 特 長 となっている. 比 較 的 新 し
い 解 析 手 法 であるが, 現 在 は 解 析 ソフトが 市 販 されて
おり, 建 築 , 船 舶 , 自 動 車 などの 分 野 でも 利 用 されて
いる.
SEA 法 では, 解 析 対 象 物 を 幾 つかの 要 素 に 分 けて 解
析 モデルを 構 築 し,パワーとエネルギを 用 いて 解 析 を
行 う. 要 素 数 が2つの 場 合 の 概 念 を 図 1に 示 す.
鉄 道 車 両 に 適 用 するには 構 体 , 内 装 , 断 熱 材 , 車 内
外 空 間 などをそれぞれ 複 数 のサブシステムに 分 解 し,
サブシステム 間 の 接 続 を 設 定 する. 各 サブシステムは,
構 成 材 料 の 密 度 ,ヤング 率 ,ポアソン 比 , 吸 音 率 , 厚
さなどを 特 性 として 設 定 し,サブシステム 間 のパワー
伝 達 係 数 (Coupling・Loss・Factor:CLF)とサブシステ
ムの 内 部 損 失 係 数 (Internal・Loss・Factor:ILF)をパ
ラメータとして 設 定 する. 構 造 が 複 雑 なサブシステム
については, 特 性 を 決 定 するために,FEモデルによる
解 析 や 実 測 によるデータの 取 得 が 必 要 となる.
総 合 車 両 製 作 所 技 報
第 5 号
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