雨刮-风窗摩擦噪声声品质主动控制自适应均衡算法

雨刮-风窗摩擦噪声是影响车内声品质的重要因素之一,对其声品质主动控制有利于改善车内声学环境。为了实现对雨刮-风窗摩擦噪声声品质主动控制,提出一种基于集合经验模态分解的权重约束自适应噪声均衡(ensemble-empirical-mode-decomposition weight constrained adaptive noise equalizer,EWCANE)算法。首先通过集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法分解雨刮-风窗摩擦噪声得到非平稳度较低的固有模式函数分量,计算各分量的方差比以表征各分量对噪声的影响程度;然后基于输入信号和误差信号的欧式范数以自适应对滤波器权重进行约束来降低噪声的瞬态冲击;最后根据方差比调整声音增益因子以均衡各分量的声品质主动控制。经过仿真验证,实车雨刮-风窗摩擦噪声信号响度得到有效降低,改善了雨刮-风窗摩擦噪声的声品质。

船用三通调节阀流-固耦合噪声数值模拟

针对船用PN10DN32三通调节阀噪声声压频谱、声指向性等声学特性规律不明确,噪声声压级是否满足使用要求的问题,基于流-固耦合理论,同时考虑流-固耦合面及流体域内的脉动声学激励源,开展阀门噪声数值模拟研究。分别对三通调节阀在80%及60%开度阀外1 m处的噪声进行数值模拟,分析研究噪声声压频谱特性及声指向性规律。结果表明:80%及60%开度下的噪声声压级分别为49.14 dB(A)、50.79 dB(A),均小于60 dB(A)的噪声限制,满足使用要求。该文为船用三通调节阀噪声数值模拟提供了理论及方法参考。

高频变压器电磁场-结构力场-声场求解及特性分析

大容量高频变压器结构紧凑,工作频率为数百Hz到几十kHz,工作波形为方波等非正弦的特殊激励波形。高频变压器电磁、结构、声等多场耦合紧密,运行时出现严重的振动与噪声问题,对高频变压器振动与噪声特性进行精细分析对于其减振降噪具有重要意义。为此,该文首先建立高频变压器电磁场-结构力场-声场3维仿真求解模型,明确各物理场的载荷传递过程以及电磁和力学性能参数;然后,采用有限元法得到不同电压激励下变压器铁芯表面时域振动波形与噪声频域特性,并定量评估了纳米晶切割铁芯对受力特性的影响程度;最后,对1台5 kHz/10 kVA高频变压器的振动和噪声进行试验测试,得到正弦和方波电压激励下铁芯振动和噪声数据。由仿真与试验结果可知,高频变压器铁芯拐角处振动较为剧烈且周围产生的噪声也较大;相比于正弦波激励,非正弦波激励下的振动不仅集中发生在2倍频,还存在许多高次谐波分量,同时各个频率段声压级明显增加;不同波形激励下测量点声压级相对误差均在10%以内,验证了仿真模型的准确性。

雨刮-风窗系统摩擦噪声声品质主客观评价

为探索雨刮-风窗系统摩擦噪声对车内声品质的影响,文章采集了某新能源汽车雨刮-风窗系统不同工况下的摩擦噪声并进行分析。基于声品质客观参数,计算该系统摩擦噪声响度、尖锐度等客观评价指标;采用语义细分法进行主观评价实验得到主观评价结果,基于支持向量机建立该系统摩擦噪声声品质预测模型。结果表明,雨刮-风窗系统刮片反转过程产生的噪声是影响车内声品质的主要因素;声品质预测模型效果较好。研究结果为雨刮-风窗系统摩擦噪声的声品质控制提供参考。

铁路32m混凝土箱梁结构噪声的时变特性研究

基于车-线-桥耦合振动和瞬态声辐射理论,提出一种混凝土箱梁低频结构噪声的数值预测方法 ,以分析结构噪声的时变特性。采用板/壳单元模拟箱梁,求解车-线-桥耦合振动系统,得到时域内箱梁局部振动响应。将该响应作为声辐射模型的边界条件,采用瞬态边界元法求解结构噪声场。以32m混凝土简支箱梁为例,将计算结果与实测数据进行对比验证。结果表明:计算值与实测值在时域和频域内均吻合良好;振动与噪声的1/3倍频程显著频带分别为31.5~63Hz和40~80Hz;振动响应大小由作用在箱梁上的轮对数决定,不同时刻振动响应的频谱特性变化较小;邻跨声辐射的影响不可忽略,简化分析中可取两跨计算。

基于盘-销系统的摩擦尖叫条件下的动态时滞摩擦特性分析

为研究摩擦副间摩擦特性,建立盘-销模型台架试验系统,采用三向力传感器在发生和不发生摩擦尖叫条件下测量摩擦接触作用力,并利用小波分解方法将摩擦接触力分解为准静态分量和动态分量;在此基础上提出摩擦因数传递函数的概念,进行传统摩擦因数和新摩擦因数传递函数的计算与分析。对比分析发现:在系统发生摩擦振动或者噪声的条件下,采用摩擦因数传递函数评价摩擦特性更加合理。研究结论有助于深化摩擦因数特性的认识以及摩擦振动和噪声发生机理的研究。

声学-结构设计灵敏度分析

声学 -结构设计灵敏度分析揭示了结构振动引起的辐射声压与结构设计变量之间的关系。分别用有限元法和边界元法计算结构设计灵敏度和声学灵敏度。将两个灵敏度结合得到最终的声学 -结构设计灵敏度。在边界元计算中 ,采用退化元处理奇异积分问题 ,对特征频率不唯一问题采用CHIEF方法处理。以脉动球和箱体为例 ,验证了算法的可行性和精确性。

基于客观心理声学参数的重型商用车车内异响噪声分析

针对某款重型商用车内的＂异响＂,基于道路试验和仿真计算,结合声品质主观评价和频谱分析,引入响度、尖锐度和粗糙度3个声品质客观心理声学参数,对驾驶室声振特性和驾驶室内的噪声分布进行分析研究,识别车内＂异响＂产生机理并提出相应的控制策略。研究结果表明：70km/h时驾驶室内噪声异常。影响车内声品质的频率主要集中在22-36Hz和56-90Hz。通过激励与声振传递特性分析,其原因分别是25Hz附近较高的结构激励和58Hz附近的驾驶室结构与声腔的耦合共振。驾驶室内低频噪声声压分布呈现横向底部两侧大、中间小的状态;0-1Bark的响度分布表现为横向底部两侧大,中间无衰减的噪声异常分布状态。

电驱系统瞬态NVH特性分析与实验研究

为了研究新能源汽车电驱系统的振动噪声特性,构建了电驱系统结构有限元模型,并施加相应的电磁力和轴承力,分析了电驱系统加速工况的振动噪声。首先,通过永磁同步电机的二维瞬态场分析,得到稳速工况点作用于定子齿的电磁力;其次,应用多体动力学分析得到电驱系统各稳速工况的轴承力;然后,提取稳速工况下电磁力和轴承力的主阶次激励,并用三次样条插值得到各阶次的瞬态激励力,进行电驱系统加速工况的振动噪声分析;最后,对比分析了半消声室台架实验结果与仿真结果。研究表明,综合考虑电磁激励和机械激励,并通过插值拟合成瞬态激励的方法能有效地预测电驱系统瞬态噪声-振动-声品质(noise vibration and harshness,简称NVH)特性。

挖掘机驾驶室内部结构噪声分析与控制

为解决抑制挖掘机驾驶室壁板结构的振动与内部噪声的问题,首先建立挖掘机驾驶室白车身结构有限元模型,并通过对结构的计算模态和实验模态进行对比,验证有限元建模方式的正确性;接着在白车身有限元模型的基础上添加玻璃与车门,建立声学边界元模型、声-固耦合模型。然后将试验采集的驾驶室悬置加速度信号作为激励计算驾驶室白车身结构振动,进一步分析计算司机右耳的声学响应。通过场点声压的实验值与仿真值对比,验证声学仿真模型的准确度;最后基于间接边界元法进行板件声学贡献度分析,找到对驾驶员右耳声压贡献大的板块,通过粘贴不同厚度的阻尼层进行降噪对比并进行实验验证,实验结果表明,通过板块阻尼处理后驾驶室的降噪效果良好。

湍流边界层激励下平板辐射噪声数值计算方法

[目的]湍流边界层(TBL)激励下的结构辐射噪声(也称"流激噪声")是水下航行体的重要噪声源,因此,对流激噪声数值计算方法的研究具有重要意义。[方法]基于LMS Virtual Lab数值计算软件,以Corcos湍流脉动压力频率波数模型作为输入,采用主成分分析(PCA)法和振动—声传递向量(VATV)法计算湍流边界层激励下平板结构的流激噪声,并对两种方法的正确性进行验证,比较分析两种方法的计算时间及得到的声压自功率谱密度(ASD)曲线。[结果]结果表明,这两种方法均可有效计算湍流边界层激励下的结构流激噪声,且计算结果基本一致;和PCA法相比,VATV法所占用的计算资源更少,能快速预报结构的流激噪声;相较于VATV法,PCA法还可以得到结构振动响应结果。[结论]该研究结果对水下结构流激噪声快速预报具有一定的参考价值。

结构振动的水中声辐射计算

本文对水下三维弹性结构振动的声辐射问题进行了流体-结构声耦合振动的数值计算。对结构部分采用有限元法。流体部分采用边界元法。文中着重研究了边界元法中矩阵元素的数值计算,解决了流体与结构作用界面上的结合问题并简化了计算,编制了相应的较适用的计算机程序,对实例在微机上进行了计算,得到了满意的计算结果。

汽车空调膨胀阀噪声分析及其优化措施

通过对汽车空调系统的噪声-振动-声振粗糙度(NVH)问题进行分析,阐述了膨胀阀与空调系统匹配的重要性,以及膨胀阀匹配性对空调系统噪声的影响。针对膨胀阀对空调系统相关噪声形成的3种影响因素,即膨胀阀节流过程产生的噪声、冷媒流动的噪声、振动产生的噪声,分析其各自产生的原因并提出解决方案。另外,简单分析了膨胀阀迟滞对系统噪声的影响。

基于AMESim的多液缸合流式压裂泵流量脉动特性研究

传统的机械式压裂泵存在冲次高、冲程短、曲轴易于失效等问题,为此,提出了一种多液缸合流式液压驱动压裂泵,并对其产生流量脉动的机理进行了研究。首先,详细阐述了多液缸合流式压裂泵的工作原理,基于液压流体力学等理论,建立了多液缸合流式压裂泵的数学模型,并进行了理论分析;其次,采用AMESim仿真软件搭建了多液缸合流式压裂泵工作仿真模型,选择了合理的仿真参数设置,进行了变负载压力下的仿真研究;最后,对液压动力传递链中的活塞-柱塞运动特性、泵腔流量特性、输出流量和压力脉动特性进行了研究,并对仿真结果进行了分析。研究结果表明:在25 MPa工况下,多液缸合流式压裂泵的输出压力和流量脉动率分别为36.8%和20.61%,冲次只有42次/min,符合实际工况;多液缸合流式压裂泵输出流量脉动的主要原因是各组液缸的频繁换向、泵送行程和吸入行程的切换,导致活塞-柱塞做减速停止运动和加速启动运动。

基于瞬态边界元法的箱梁声辐射

为进一步开展桥梁结构噪声的研究,基于有限元-瞬态边界元法理论,对铁路32 m简支箱梁桥进行了时域振动响应及声辐射特性分析.首先,利用有限元软件ANSYS建立轨道-桥梁有限元模型;然后,运用车-线-桥仿真程序(TTBSIM),仿真计算得到轮轨相互作用力,并作为有限元模型的外部激励进行了列车动荷载作用下桥梁的时域振动响应分析;最后,以桥梁振动响应为边界条件,利用声学边界元软件Sysnoise研究分析了由列车动荷载引起的桥梁瞬态辐射噪声,并将测点声压计算值与实测值进行了对比验证.研究结果表明,200 km/h高速列车作用下桥面板振动级明显大于桥底板和桥梁腹板,桥梁主要噪声辐射部位为桥面板;桥梁结构噪声主要集中于低频段;随距离增加,噪声幅值逐渐减小,且高频噪声衰减速度明显快于低频噪声.

微机械光读出红外成像阵列器件机械特性对其性能的影响

研究了具有“双材料梁-微镜一体化”特征结构的光读出红外成像阵列器件的机械特性对其性能的影响。通过理论计算和ANSYS模拟,分析了器件的热-机械灵敏度,对器件的结构参数进行了优化,并得到其热-机械灵敏度为2.14×10-3rad/K;从器件的频率和阻尼特性出发,研究了器件的机械特性对热振动噪声和机械稳定性能的影响。研究结果表明:绝热梁断裂所需冲击载荷为8 945 g;器件的工作气压确定在50-200 Pa时,其热机械噪声和外界机械振动引起的噪声对器件性能的影响可忽略。该器件基本满足红外成像阵列器件的高灵敏度、低噪声的要求。

压电谐振式声发射接收传感器设计

介绍了声发射接收传感器的工作原理,在对厚度振动模式进行分析的基础上,给出了利用厚度振动模式设计谐振式声发射接收传感器的基本方法,给出了敏感单元在不同参数设计和工艺条件下的频率-电导特性曲线和测试结果。

腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声,结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系;基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性,计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况;在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型,分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明:箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系,箱梁各板件近场低频(低于250Hz)辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系,箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定;对于两端简支的开孔板件,在开孔率基本一致(0.4%左右)的情况下,开孔直径越小,板件振动辐射噪声声压级越小;采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声,既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响,也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便;腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125Hz)处的振动响应,但由于箱梁内、外部声场连通,使得声短路效应增加,降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声;腹板开孔后在1~250Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63dB,从而使箱梁结构噪声得到了控制。

自行式C型旅居车的动态性能分析与优化

底盘车改装成旅居车后,由于两者质量和外形尺寸方面的差异,旅居车的三大关键动态性能,即承载性能、动力性、噪声-振动-声振粗糙度(NVH)会在一定程度上有所降低。综合运用汽车理论、虚拟分析和试验技术等手段,针对自行式C型旅居车的关键动态性能进行分析与优化:通过优化轴距来解决前轴承载质量超重问题,轴距调整为3460 mm,可有效降低前轴承载质量205 kg,使其满足前轴承载要求;通过降低车辆空载质量来优化动力性,空载质量降低250 kg,0~100 km/h加速时间缩短2.6 s,40~80 km/h加速时间缩短1.5 s,最大爬坡度提升1.2百分点;通过采取加强前围隔音垫隔声材料克重、前风挡玻璃采用声学玻璃等方法,使匀速车内噪声降低1.5~2.6 dB,语言清晰度提升3~6百分点。

电动汽车内置式永磁同步电机转子扭振NVH问题优化

采用内置式永磁同步电机对电动汽车低频振动噪声进行优化。通过理论与仿真分析,确定了电磁激振力频率与转子二阶弯扭模态振型频率接近引发的转子扭振,是导致电机在转速为3602 r/min下运行时出现噪声-振动-声振粗糙度(NVH)问题的主要原因。对此,采用了转子斜极优化、转子轴径尺寸优化和转子整体注塑等3种不同方法进行改进。通过仿真与实测验证,上述3种方法均能有效解决电机在低频下的振动噪声,且与原始设计方案相比,电机运行在转速为3602 r/min下的NVH幅值降低了8 dB以上。