基于FEM和BEM法的大型立式齿轮箱振动噪声计算及测试分析

根据某大型立式行星传动齿轮箱的结构和安装特点,基于FEM法建立了该齿轮箱的和有限元模型,对其进行了振动模态分析,计算了其模态频率和稳态不平衡响应;基于BEM法建立了该齿轮箱的外声场边界元模型,导入了齿轮箱振动稳态不平衡响应结果作为声学边界条件,对辐射声场进行了数值计算和仿真分析。通过对齿轮箱进行现场振动和噪声测试分析,得到的测试结果与理论计算结果较为一致,表明了理论计算的可行性和准确性     

四环板摆线齿轮减速器降噪分析

为了降低新型传动摆线齿轮减速器的噪声,对关键部件进行优化设计,采用试验手段对摆线齿轮减速器噪声及模态进行测试。综合测试结果发现减速器箱体及内部件固有频率在中频区域分布比较密集。当摆线轮与针轮啮合频率达到500 Hz以上将产生较大噪声;而当载荷达到50 %以上时三齿轮传动对噪声贡献开始突显出来。最后提出避开固有频率、优化箱体结构及改进传动部件设计等减振降噪的措施。     

基于EEMD的舰船辐射噪声特征提取方法研究

为了解决复杂海洋环境中水声信号的特征提取问题,提出了一种利用集合经验模态分解(EEMD)研究舰船辐射噪声特征提取的方法。对经验模态分解后的不同类别三类舰船辐射噪声信号各阶固有模态函数(IMF)中心频率可分性进行分析,并讨论了最强IMF中心频率特征参数。通过比较一定数量不同类别的舰船辐射噪声的最强IMF中心频率及高低频能量差特征参数发现,同类舰船的特征参数基本处于同一水平,不同类型的舰船存在一定差异。实验结果表明,采用EEMD的舰船辐射噪声信号的最强IMF中心频率作为特征参数相比高低频能量差特征参数对舰船具有较好的可分性。     

基于心理声学参数的燃料电池轿车车内噪声评价及噪声源识别

燃料电池汽车是采用燃料电池动力系统的新型零排放环保汽车,其噪声源是分布式的,车内噪声组成比较复杂,噪声的线性度没有传统汽车好,因此亟需改善其车内声音品质,使人们在享受能源环保的同时也能有舒适的乘坐环境。论文测试某型燃料电池轿车怠速工况车内噪声,进行车内噪声的频谱分析。以响度作为声品质评价指标,提出了改善车内声品质应着重考虑的频率范围,同时结合噪声频谱分析,采用参数化滤波方法对主要峰值频率进行处理,找出对人耳主观感觉影响较大的频率或频段。为了降噪和改善车内声品质,采取分别运行法进行物理问题识别,找出对乘员主观感觉影响较大的频率和频段产生的声振部件,实现从声品质问题到物理问题的转换,研究发现车内噪声上述频率和频段主要是由燃料电池辅助系统（氢泵和风机）产生的。     

内燃机噪声优化对车内声学的影响研究

提出了内燃机结构辐射噪声的仿真与优化方法,评价了内燃机噪声优化前后车内噪声的变化。建立了内燃机和前围板的有限元模型,通过模态分析验证了模型的精度。采用柔性多体动力学方法计算了内燃机的振动响应,并结合边界元算法得到了结构辐射噪声。完成了机体的结构优化,通过提升刚度使整体模态频率与激励峰值频率分离,从而降低机体结构响应,减小辐射噪声。搭建了内燃机与前围板的声学耦合模型,计算得到经机体结构优化前后的内燃机辐射噪声通过前围板后进入车内的声功率。结果显示,机体的优化方案大幅降低了其辐射噪声,从而减小了整机的辐射噪声。研究内燃机噪声与车内噪声的传递路径后,发现车内噪声有了明显的下降,从而证实了优化设计的可行性和有效性。     

杆中导波声弹敏感模态与激励频率的确定方法

基于超声导波声弹性效应检测波导结构的应力水平具有潜在的优势。为实现超声导波声弹应力检测的关键技术——检测模态与激励频率的选取,提出一种基于Murnaghan超弹模型的有限元特征频率法。使用该方法计算预应力杆中的频散特性,得到反映不同激励频率应力敏感性的声弹频散曲线,与文献中的L(0,1)模态试验结果进行对比,趋势一致,说明该方法的适用性。为进一步验证该方法的可靠性,选取L(0,1)模态声弹敏感的几组频率,在自制拉伸试验平台上,对碳素钢杆进行超声导波声弹试验。试验结果表明:低应力区域误差较大,在高应力区域误差均低于10%,且声弹常数与理论结果趋势一致。研究表明该理论方法可指导超声导波声弹应力检测时频率与模态的选取。     

土压平衡盾构机行星减速器动态性能测试与分析

根据实验模态分析理论,进行了减速器的模态实验,获取了系统频响函数及模态频率。依据盾构机三级行星减速器大传动比的工作特性,设计了背靠背能量回馈实验台架动态测试方案。基于行星减速器结构特征及模态频率,确定了振动噪声测点布置和信号采集参数。测量了额定载荷下减速器的振动加速度,分析了其振动特性。采用数值积分计算了振动速度响应,综合评价了减速器振动烈度。在采用隔声罩有效降低了背景噪声的基础上,运用声压法进行了减速器噪声测试,验证了噪声实验数据的合理性。振动噪声信号时频分析及边频特征表明齿轮制造精度较高。实验结果表明该盾构机主减速器振动噪声性能指标达到了项目要求及设计目标。     

基于谱系聚类的随机子空间模态参数自动识别

针对随机子空间模态识别过程因人为参与造成识别结果不准确的问题,提出在随机子空间识别过程中引入谱系聚类算法实现模态参数自动识别。通过两种不同状态矩阵计算方法所得到的模态之间的相似程度以及各阶模态的能量剔除由噪声、模态过估计等因素引起的虚假模态;引入谱系聚类算法对结果进行拾取,以频率、阻尼比、模态振型、模态能量作为聚类因子计算结果之间的相似性,通过其将计算结果分为若干类,提取元素多于一定值的类作为拾取结果,实现结果的自动拾取。通过数值仿真和实例分析验证本文方法的有效性。     

基于VMD的自适应形态学在轴承故障诊断中的应用

为有效提取滚动轴承信号的特征频率,提出了基于变分模态分解(VMD)的自适应形态学的特征提取方法。首先利用VMD将目标信号分解为有限个模态信号,依据互信息法提取与原始信号相关的模态信号,将其进行求和重构;然后利用形态学对重构信号进行降噪处理,提取出滚动轴承的特征频率。针对形态学固有统计偏移和结构元素的选择问题,利用粒子群算法来优化改进的广义形态学滤波器,实现自适应滤波。通过数字仿真实验与滚动轴承故障试验分析,将其与基于经验模式分解(EMD)的自适应形态学、包络解调方法进行比较,结果表明该方法可以有效提取故障信号的特征频率。     

大型风电齿轮箱系统耦合动态特性的研究

综合考虑轮齿啮合时变刚度、齿轮传递误差、齿轮啮合冲击以及风载变化等因素影响,建立具有多级齿轮传动的大型风电齿轮箱的齿轮-传动轴-轴承-箱体系统耦合非线性动力学模型。对风电齿轮箱系统有限元模型进行耦合模态分析,运用模态叠加法对齿轮箱系统在内部激励与外部激励综合作用下的振动响应进行求解。将仿真结果与实验数据对比,进而得到齿轮箱各点振动位移、速度、加速度及结构噪声等系统动态评价指标,为大型风电齿轮箱动态特性的准确评价及齿轮系统动态性能优化设计提供理论依据。     

齿轮精度与变速器啸叫声控制的定量分析

齿轮的精度对变速器齿轮副啸叫噪声有重要影响,提高齿轮精度是控制啸叫声的一个重要手段。以452AMT变速器主减齿轮为研究对象,把其传统的剃齿工艺更改为热后磨齿工艺,使齿轮精度提高3个等级,齿轮微观参数的正态分布标准差σ提高1倍以上,且更符合设计要求。最后把两种状态下各5台变速器先后通过下线台架EOL振动和1台整车NVH客观测试的单因素和正交试验的对比分析,变速器壳体振动强度下降1/2左右,车内主减齿轮副啮合阶次啸叫声加速和滑行时分别降低3 dB(A)和6 dB(A)左右。研究揭示齿轮精度对齿轮啸叫影响的机理,对变速器NVH的理论与应用具有一定的学术和工程意义。     

基于阶次跟踪的变速箱啸叫噪声分析

运用阶次跟踪的分析方法,研究了某车型手动变速箱的二挡啸叫噪声现象。首先,在阶次跟踪的等角度间隔重采样算法中,提出用分段三次埃尔米特（Hermite）多项式代替传统的最小二乘法多项式拟合变速箱输入轴转速曲线,再分段对其积分得到变速箱输入轴转角表达式,提高了转速拟合与阶次跟踪分析的精度;然后,把短时傅里叶变换（STFT）用于阶次跟踪分析;最后开展了啸叫噪声的实车实验,结合变速箱噪声实验的主观评价经验,定量地分析和研究了变速箱的二挡啸叫现象。     

电动车减/差速器振动特性分析及改进

以某纯电动车的减/差速器为研究对象,首先考虑齿轮啮合刚度、传动误差、齿侧间隙和轴承因素,建立了齿轮传动系模型;然后考虑传动轴、差速器壳体以及减速器壳体的柔性,建立了减/差速器系统综合耦合模型,对其进行动态响应仿真分析及试验验证;最后通过轮齿微观修形减小齿轮传递误差波动的幅值,降低壳体表面阶次振动的峰值。结果表明,所建立的综合耦合模型能较好的预测减/差速器系统的振动特性,揭示各个振动阶次产生的原因,轮齿修形可使齿轮副传递误差波动幅值和壳体表面阶次振动峰值分别降低40%和57%,对减/差速器啸叫问题的解决起到一定的积极作用。     

机油泵齿轮异响检测方法

针对小型内燃机机油泵齿轮异响,对右盖异响声信号进行频谱分析和包络分析,识别异响频率,然后通过声学互动滤波技术对不易区分的异响频率进行再次识别,结果显示:机油泵异响频率并没有体现在齿轮啮合频率上,而是存在于多个高频段,随着转速的增加,异响频率不变,能量逐渐增大.然后运用声强法结合内燃机顶面和右侧面声强分布图,对内燃机声信...     

汽车变速箱齿轮传动系动力学振动特性的研究

文章建立发动机曲柄连杆系统的扭振当量模型,得到飞轮端动态转速波动及扭振角位移作为齿轮传动系主轴输入端的动态激励;采用多体动力学方法建立某五挡手动变速箱齿轮传动系动力学模型,以二档为例,分析了上档齿轮在齿面啮合时变刚度作用下产生的呜呜噪声(Gear Whine)特性,及未上档齿轮在其自由惯量和齿侧隙下产生的咔嗒噪声（Gear Rattle）特性;分析了发动机二档转速范围内齿轮传动轴各处轴承动态载荷的频谱特性;同时,利用实验测量的曲轴系扭振各阶次曲线验证了扭振当量系统模型的正确性,并利用实验表面振动速度法识别了转速范围内变速箱结构的振动速度级,验证了动力学仿真模型中得到的动态啮合冲击载荷的特性。     

电驱动动力总成噪声识别与优化

纯电动汽车的动力总成与传统汽车存在着明显区别,其噪声源也有较大差异。以新型"低速重载"电驱动动力总成为研究对象,研究其在加速与匀速运行状态下的噪声情况,运用单体声功率及频谱分析的方法识别出变速器齿轮产生的啮合噪声是电驱动动力总成系统噪声产生的主要原因。然后采用参数化建模方法建立齿轮传动系统模型,通过齿轮微观修形和传递误差计算的方法对噪声贡献量大的啮合齿轮进行优化设计,从而改善电驱动动力总成系统的声学环境,为改进低噪声的动力总成设计提供理论依据。     

转速与负载对减速器振动噪声的影响研究

以单级圆柱齿轮减速器为研究对象,综合考虑齿轮时变啮合刚度及误差激励的影响建立了传动系统动力学模型。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法对减速器振动噪声辐射进行了分析,得到了齿轮箱节点动响应时域历程及声场场点噪声谱,论述了激励中各谐波成分对齿轮箱振动噪声辐射的影响。对多工况下齿轮箱振动噪声辐射进行了计算,就转速及负载对减速器振动噪声的影响做出了分析,得到了系统动载荷随转速的变化规律,噪声辐射随负载变化规律以及齿轮箱共振频带分布,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。     

ARJ客机进场飞行过程的起落架噪声的实验研究

对ARJ客机降落阶段的起落架噪声进行了现场测量分析,为了将起落架噪声源与其他噪声源分开,利用了阵列信号处理技术,实验发现:ARJ飞机起落架噪声主要集中在900 Hz以下,且前、主起落架均存在强单音噪声,对起落架噪声可能的声源来源进行了分析,为起落架降噪设计提供了支持。     

单级人字齿轮减速器振动噪声影响因素研究

本文以船用人字齿轮减速器为研究对象,依据人字齿轮传动结构特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、误差等激励以及人字齿轮轴向定位与滑动轴承支撑等因素,建立了传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型,通过求解得到了传动系统轴承动载荷。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了齿轮箱噪声辐射,得到了齿轮箱声场声压分布云图与各场点噪声谱。系统讨论了人字齿轮基本参数(包括齿顶高系数、顶隙系数、齿宽、螺旋角及压力角)以及减速器结构特征（人字齿轮中间连接刚度、轴向定位刚度）对减速器振动噪声的影响,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。     

Acoustic noise from polymer gears – A tribological investigation

Polymeric gears are considered as being ‘low-noise’ components because their low modulus makes them resilient when the teeth come into contact. However, this does not account for the tribological noise generated as a result of the interacting tooth flanks. These are important considerations where high-precision motion control and low noise are required, for instance in high-quality printing transports. In addition, the identification of the source of acoustic emission from polymeric gears is necessary to completely understand their operation and give the possibility of design improvement. This paper investigates how the generated sound frequency spectrum is influenced by the various polymeric gear materials and operating conditions. The evolution of the frequency harmonics can be seen with progressive alterations in both speed and load. Results also demonstrate the influence of increases of surface roughness, wear and temperature on the respective sound power levels. In addition, effects of fibre reinforcement, geometry and material show that the tribological properties of gear materials can be used to predict noise generated and the significance of inaccuracies in polymer gear trains. Erroneous operating conditions were also identified from the generated spectra, suggesting a potential use of noise frequency analysis as a form of online error monitoring.