高速包装机传动系统声学贡献分析与降噪优化

传动系统引起的机械结构振动噪声问题是高速机械设备研究中需要解决的关键问题之一。本文结合振动噪声实验与仿真分析研究了高速包装机传动系统振动噪声源的定位及降噪优化问题。建立了高速包装机传动系统振动噪声实验装置,构建了对应的刚-柔耦合动力学仿真分析模型,基于实验测试数据进行了载荷识别并验证了模型的准确性与可靠性。以该模型为基础,结合模态参与因子及声学贡献量分析方法,明确了高速包装机传动系统声学贡献量较大的模态频率和板面区域,并对传动系统的设计进行了改进和优化。结果表明:通过模态贡献量分析和板面贡献量分析可以快速准确地定位噪声问题区域,以服务于相应机械结构设计的优化;在声学贡献量基础上进行结构优化可以有效抑制高速包装机传动系统的振动噪声。

基于壁板声学贡献分析的轿车乘员室声场降噪研究

提出了一种轿车乘员室声场整体声学特性的改善方法.对现有的壁板声学贡献分析方法进行改进,采用了新的参数"声学贡献和"与"声场总贡献"来分析和衡量车身板件对乘员室声压响应的声学贡献,建立了针对多场点多响应峰值的乘员室声场降噪的方法,并以某型轿车为例详细阐述了该方法的使用情况,确定出车身板件上最佳的阻尼层贴附位置.结果表明,所提出的方法不仅使得乘员室声场取得了显著的降噪效果,而且明显降低了用于减振降噪的附加质量的使用量,有利于车身轻量化.

车辆壁板声学贡献分析与降噪试验研究

对现有壁板声学贡献分析方法进行改进,提出一种分析和评价壁板振动对整个声场声学贡献的方法。将场点总声压矢量视为声压分量在N维向量空间中的一个线性组合,并以场点声能量占声场总声能量的比重作为加权系数,将壁板对多个场点的声学贡献量进行加权求和,来表征壁板对整个声场的声学贡献。以某急救车为例,采用改进方法分析车厢壁板的声学贡献,识别对车内声场贡献较大的壁板,通过对比两种阻尼粘贴方式的降噪效果验证分析结果。在此基础上,对实车进行阻尼降噪处理,有效降低了车内多个场点的的低频噪声。

箱型桥梁结构的面板声学贡献分析

以高速铁路32 m混凝土简支箱型桥梁为研究对象,通过有限元软件建立了轨道-桥梁分析模型,采用车辆-轨道-桥梁耦合振动理论,分析了桥梁结构的竖向振动,并将得到的竖向振动响应作为边界条件,导入到箱梁边界元模型中预测箱梁结构噪声。同时基于面板声学贡献分析理论,进行了箱梁梁体的面板声压贡献分析和声功率贡献分析,确定箱梁梁体辐射噪声的最大部位。研究结果表明:列车以200 km/h的速度运行在高架轨道上时,箱梁梁体辐射噪声主要集中0-100 Hz范围内,其中在20 Hz和42 Hz左右有比较突出峰值。同时由面板声学贡献分析可知箱梁梁体主要辐射噪声的部位是箱梁的顶板和两侧翼缘板下面板。

面板声学贡献度分析在拖拉机驾驶室降噪的应用

针对封闭车室降噪问题,研究了基于边界元法的面板声学贡献度分析,并以某型拖拉机驾驶室为例,利用有限元软件Ansys和LMS Virtual.Lab软件的声学模块分析了驾驶员右耳噪声,重点分析了各面板对场点的声学贡献。结合声学传递向量与结构振动响应论证分析了结果的合理性,最终确定结构修改对象。经优化结构,取得了良好的降噪效果。

基于声学灵敏度的汽车噪声声-固耦合有限元分析

车身结构声辐射的预测对于噪声的控制和降低有着重要的意义。首先推导了声—固耦合有限元的控制方程,并得到模态参与因子和板块声学贡献量的计算方法;然后以某商务车为研究对象,应用虚拟试验场技术,建立声—固耦合有限元模型,包括车身与汽车室内空腔的有限元模型;选择车身与底盘的连接点作为声学灵敏度分析的激励点,采用声—固耦合有限元法,计算得到各悬置点至驾驶员耳旁的声学灵敏度;从声学灵敏度分析结果中发现,车身模态在共振峰70、138、200Hz处均存在较大的峰值;研究这三个峰值的频率点及其结构,并计算结构模态和声学模态参与因子以及车身板块的声学贡献量,最终得出对车内声学响应影响最大的板块和结构模态。

基于面板声功率贡献量分析的齿轮箱噪声控制方法研究

在对当前面板声学贡献量分析方法研究的基础上,提出了面板声功率贡献量分析方法.针对齿轮箱辐射噪声,利用有限元和边界元理论建立齿轮箱的计算模型,对其进行噪声辐射模拟计算.根据齿轮箱的面板区域划分,计算齿轮箱的面板声功率贡献量,从而确定齿轮箱辐射声功率的主要贡献区域,同时确立噪声峰值对应频率的主要贡献区域,并对齿轮箱进行结构改进与验证分析.结果表明,此方法有利于齿轮箱噪声控制的研究与实现.

双层车辆段上盖建筑振动与结构噪声预测分析

为研究地铁列车在双层车辆段运行引起的上盖建筑振动及室内结构噪声特性,以国内某双层车辆段上盖物业工程为研究对象,采用现场实测和数值模拟相结合的方法,系统分析了双层车辆段上盖建筑振动与辐射二次结构噪声传递规律。基于大地-车辆段-上盖建筑有限元模型,分析了列车荷载作用下,运用库上盖建筑的振动传递特性,再利用声传递向量法分析了上盖建筑室内结构辐射噪声及其特性,最后对室内各板件的噪声辐射贡献度及吸声平板降噪效果进行了研究。分析结果表明:由于高频振动经过土体衰减迅速,在80 Hz以上频段,二层行车引起的上盖建筑底层振动显著大于一层行车;运用库车致上盖建筑振动在第10层衰减至最低水平,随着楼层的继续增加,振动出现放大现象;在40 Hz处天花板和地板对卧室场点声学贡献度最大,其中在顶层采用吸声材料后的降噪效果最为明显。

燃料电池轿车空气声传递路径分析及控制

针对某型燃料电池轿车出现的中高频噪声问题,进行了空气声传递路径分析.首先探讨了空气传播噪声的分析和测量方法,提出了空气传播噪声的合成方法,推导出了合成方法中修正系数的计算公式并给出程序流程图.然后,介绍互易法原理,并采用该方法测量声学传递函数.根据不同声源与响应点声压间的关系确定了修正系数,并比较了考虑和未考虑修正系数时对合成结果的影响,结合实测的近场声学信号和声学传递函数合成得到了总空气传播噪声.最后,进行空气声路径贡献分析,空气声路径贡献表明燃料电池辅助系统上方是主要传递路径.采用隔声和吸声措施对主要路径进行了控制,试验结果表明车内中高频噪声取得了明显的降低,证明了空气声传递路径分析方法的正确性.

某特种车车内低频噪声分析与改进

针对某特种车车内噪声水平较高问题,建立车身结构与声固耦合有限元分析模型,并进行车身振动频响分析和车内声压响应分析;通过仿真结果与实车道路试验结果对比,验证车身结构和声固耦合有限元模型的有效性;利用耦合声学边界元法进行驾驶室内部声学特性研究,识别出不同工况的主要噪声频率;并对影响车内噪声的车身板件进行声学贡献分析,找到对车内声压贡献最大的板件;最后对声学贡献大的板件粘贴阻尼材料来对车内进行降噪,车内噪声得到较为明显改善。

急救车车厢内部噪声仿真分析与优化

基于多体系统动力学理论、有限元和边界元方法,使用多种仿真软件建立车身结构有限元模型、整车刚柔耦合系统模型和车厢声学边界元模型,对路面不平度和发动机振动两种激励进行模拟,计算了这两种激励条件下20～150 Hz频率范围内车厢内各场点的A计权声压级。以降低多个场点声压级峰值为目标,综合考虑车厢壁板对各场点声压级峰值的声学贡献度大小和正负性质,对不同壁板组合进行阻尼减振降噪处理,最终确定最佳阻尼降噪方案。结果表明:场点声压级峰值的大小和频率分布与激振力能量的频率分布有关,粘贴阻尼材料在降低噪声的同时,也会改变声压级的频率分布。降噪措施能普遍降低车厢内乘员耳旁的声压级。

基于Acoustics的工程机械驾驶室结构噪声分析

以某款工程机械驾驶室为研究对象,建立驾驶室结构有限元模型和声学模型,考虑声腔—结构耦合作用,开展声学特性分析,得到驾驶室声学模态特性,从而判断驾驶室声腔设计是否合理。利用试验数据,对驾驶室进行板块声学贡献度分析,找出关注频率范围内对噪声贡献度较高的板件,从拓扑优化方面对驾驶室关键部件进行优化和降噪处理,并对优化后的驾驶室进行仿真,验证优化的有效性。

基于FEM/BEM的燃料电池轿车结构声预测和控制

采用有限元(FEM)和边界元(BEM)联合的方法对燃料电池轿车车内结构声进行预测和控制研究,提出了基于FEM/BEM的车内结构声分析方法和流程,建立了车身有限元模型和声学边界元模型,施加实测的激振力计算声学响应,通过试验数据验证了仿真模型,并进行误差分析.提出板件声学贡献分析的指导原则,介绍板件贡献分析原理和方法,进行所关注频率的车身板件声学贡献分析.最后根据分析结果对车身板件采取约束阻尼处理等控制措施,通过虚拟验证改进结果,车内低频噪声明显降低,其中后座椅和前地板改进最明显,证明所提出方法的可行性,达到优化燃料电池轿车车内噪声的目的.

高铁高架车站候车环境噪声的数值预测

结合某实际高铁高架车站候车厅，分别建立候车厅的有限元、边界元模型与统计能量法模型，采用直接边界元法计算20-200Hz范围内的低频噪声，用统计能量法计算200--2000Hz范围内的高频噪声。计算结果通过实测结果进行验证，结果表明模型能够较准确地预测出候车厅内的噪声水平。进一步对候车厅各部分进行声学板块贡献度分析以及声腔子系统的声学贡献度分析，结果表明候车厅建筑顶棚对于候车厅内噪声的贡献水平最大，为候车厅的降噪提供指导。

轴向柱塞泵壳体降噪区域识别

为了精确识别轴向柱塞泵壳体降噪区域,首先,搭建液压-多体动力学耦合模型,求解结构噪声激振力;然后,分析零部件模态并试验验证,建立装配体有限元模型,开展基于模态的振动响应分析,通过振动实验验证模型准确性,搭建轴向柱塞泵声学边界元模型,分析其辐射噪声特性;最后,基于声学传递向量原理,开展模态及板面声学贡献量分析,对壳体噪声辐射板面进行合理划分,分析其对关键频率下辐射噪声的贡献量。研究表明:轴向柱塞泵振声模型具有良好的准确性;某板面在辐射噪声突出的1350 Hz频率下,其声学贡献量达到46.1%。精确识别了轴向柱塞泵壳体降噪区域,为其降噪优化设计提供有效指导。