3 t 叉车驾驶室声场特性分析

建立3 t叉车驾驶室的三维有限元模型,进行结构模态分析;再建立驾驶室声学有限元模型,进行声学模态分析,初步了解驾驶室的声场。对驾驶室进行谐响应分析,得到位移响应,为后续声场提供边界条件。用有限元法进行驾驶室内部声学特性研究,对驾驶员耳旁声压进行分析,得出驾驶室内声场的声学特性。在计算出场点声压频率响应的基础上,在峰值频率处进行面板贡献量分析,找出产生峰值声压的主要来源,为降低驾驶室内噪声提供依据。     

驾驶室内部噪声分析与阻尼降噪

基于有限元和边界元方法,运用ANSYS和SYSNOISE软件建立驾驶室声—固耦合有限元模型和声学边界元模型,计算在指定工况下壁板的振动和驾驶员右耳旁的声压级。在此基础上,进行面板声学贡献度分析,确定对驾驶员右耳声压贡献突出的壁板。通过采用沥青型阻尼材料对壁板进行减振降噪处理,有效地降低驾驶员右耳旁噪声。     

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。     

基于拓扑优化的轿车车身低噪声设计

建立了含门窗的车身结构有限元模型、车内声场有限元模型及结构一声场耦合模型,进行了车内耦合声场预测;建立了拓扑优化分析模型,对关键板件加强筋的位置和截面尺寸进行了优化;另外,对板件厚度也进行了优化分析,优化后车内声压主要峰值降低2dB(A)-3dB(A).     

考虑啮入冲击激励的跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声预估与试验研究

以跨座式单轨牵引齿轮箱为研究对象,综合考虑驱动电机扭矩波动引起的外部动态激励和啮入冲击激励、刚度激励、误差激励等内部动态激励,建立跨座式单轨牵引齿轮箱动力学有限元分析模型,基于模态叠加法求解齿轮箱振动模态与振动响应,并提取箱体外表面振动位移作为噪声预估边界条件;进而,建立单轨牵引齿轮箱声学边界元分析模型,借助直接边界元法对齿轮箱辐射噪声进行预估,得到箱体表面声压与场点声压值;而后,搭建跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声测试试验台,开展振动响应与辐射噪声测试。研究结果表明,箱体动态响应频域曲线的峰值及箱体表面声压最大值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处;仿真所得的箱体振动加速度、外声场点辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台实测结果吻合良好,验证振动噪声预估方法的合理性。     

边界元法风力机近尾迹区域气动噪声研究

以新系列翼型风力机为研究对象,针对设计风速最佳攻角含有叶尖涡的复杂流动,首先采用分区域过渡层的滑移网格结合叶片近壁区的贴体网格方法,获得叶轮近尾迹区域的流场流动信息高精度计算结果;然后采用间接边界元方法建立无界声场中风力机声辐射的边界元数学模型,获得风力机近尾迹区域声场细节信息.结果表明:声压变化规律为在风轮近尾迹区域截面上,声压值沿半径方向存在脉动变化强烈的3个区域,并且都存在峰值,声压值最大的地方出现在叶尖涡区域,经过叶尖涡区域后,沿半径方向声压值逐渐降低.     

舵翼结构对水下航行器尾部振动声辐射的影响

针对带有舵翼的水下航行器尾部结构模型，研究舵翼对水下航行器尾部的振动及声辐射的影响。利用有限元和直接边界元法求解模型在流体中的动态特性。其计算步骤共分为四步：1．利用有限元方法对模型进行划分，并得到模型的“干”模态参数；2．根据上一步得到的结果，利用有限元和直接边界元的混合方法得到模型浸没在流体中的“湿”模态参数；3．将得到的“湿”模态参数进行模态叠加获得模型在内部激励下的响应；4．根据模型表面的位移和速度得到周围流场的声压分布。结果显示舵翼结构与周围流体的相互作用很大，改变其尺寸和刚度会使得模型的声压发生很大的变化，同时流固耦合现象的存在使得模型在水中的频率明显下降，并且模态阶数的顺序也发生了改变。     

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。     

声光偏折效应球壳型换能器聚焦焦点峰值声压的测量

利用声光偏折效应,设计了一种测量球壳型换能器辐射聚焦声场焦点峰值声压的简便实验方法.基于焦点峰值声压与最大光偏折量之间的理论关系,通过测定聚焦声场焦域的最大光偏折量,获得球壳型聚焦换能器的焦点峰值声压;采用有限元方法对聚焦换能器辐射声场进行数值分析.对比实验测量结果,发现二者相对误差为7.33%,符合较好.该实验方法在医疗超声快速校准方面具有广泛的应用前景.     

水下航行器声振特性的统计能量法研究

针对有限元法和边界元法难以分析结构的中高频声振特性,采用统计能量分析方法,建立了带动力设备的水下水下航行器结构机械噪声预报模型.通过理论和试验相结合的方法确定水下航行器结构统计能量分析模型的基本参数,对水下航行器结构在宽频带范围内的水下振动和声辐射规律进行了分析与研究.     

解析声能流Capon空间谱估计

文章中把解析函数理论用于声矢量信号分析，提出了一个新概念“解析声能流”，给出了单矢量传感器输出的解析声能流表达式。并将这个新概念用于描述声矢量阵输出，得到了一种新的矢量阵输出模型“伪解析声能流”。利用该模型，推导了声矢量阵的Capon空间谱估计的表达式。理论分析和计算机仿真表明：1、解析声能流的实部和虚部具有正交的偶极子指向性，并且可以用移相的方法来旋转其主极大方向；2、在平面波和二维质点振速条件下，解析声能流将矢量叠加统一描述在它的相位中，从而可以综合描述声场的相位干涉和矢量结构；3、基于“伪解析声能流”模型，传统的Capon空间谱估计算法无需改动就可以直接用于声矢量信号处理，与传统的Capon空间谱估计算法相比，具有全空间无模糊定向能力、更低的旁瓣和对短时信号有更强的处理能力。     

低压母线系统振动与声辐射特性分析

采用有限元与边界元法,以某型号母线桥为例,对低压大电流母线设备正常运行中噪声偏大的问题进行研究。建立母线桥有限元结构分析及边界元声学分析的三维模型。在求解系统固有频率及振型的基础上,应用有限元法完成了母线桥结构振动响应的数值计算。然后,将母线桥外表面的节点振动位移作为声学边界条件,采用边界元法计算了母线桥的辐射噪声特性,得到母线桥辐射声场的分布规律,确定系统中主要振源和声源的部位。根据分析结果提出了结构改进方法,计算和实验结果表明该方法控制噪声的可行性和有效性。     

大型呼叫中心的声舒适度影响因素及其声压级阈值研究

为改善大型呼叫中心声舒适度,通过大量的问卷调查和统计回归分析,找出室内声音的主要来源,发现声舒适度评价与员工性别无关,但受工作时段的影响较大。通过对调查数据的进一步分类统计,发现其声舒适度与噪声评分、工作影响和健康影响等存在强相关性。结合现场声学测量,归纳出主观噪声评分与室内声压级之间的相关性,提出了大型呼叫工作人员可接受的合理声压级阈值,对改善大型呼叫中心的声舒适度提出建议。     

热声发动机用声学放大器的改进研究

声学放大器是一种可显著提高热声发动机输出压力振幅和压比的装置,存在的主要问题是声功损失过大.通过理论研究,提出采用较大管径进一步提高声学放大器性能的方法,称为改进型声学放大器.实验结果表明:该声学放大器在大幅度提升输出压比的同时,没有明显降低发动机内的压比和破坏发动机内部声场,能使发动机工作在较高的品质状态.采用变负载法测量声功的实验结果也表明,改进型的声学放大器有效地解决了声功损失过大的问题.     

哈特曼发声器的声学特性研究

采用FW-H声模拟法,研究了谐振腔长度、喷流间距、谐振腔直径和入口气压等对哈特曼发声器声学性能的影响。得出如下结论:哈特曼发声器的发声基频大小与谐振腔长度成反比;总声压级随谐振腔长度增大而增大;总声压级随喷流间距变化作震荡变化,且变化周期随着谐振腔直径的增大而增大;谐振腔直径大,产生的声压级也高;入口气压增大,总声压级增大,但对基频的影响不大。该结论对哈特曼发声器的应用具有重要的指导意义。     

Optimality criteria-based topology optimization of a bi-material model for acoustic–structural coupled systems

This article investigates topology optimization of a bi-material model for acoustic–structural coupled systems. The design variables are volume fractions of inclusion material in a bi-material model constructed by the microstructure-based design domain method (MDDM). The design objective is the minimization of sound pressure level (SPL) in an interior acoustic medium. Sensitivities of SPL with respect to topological design variables are derived concretely by the adjoint method. A relaxed form of optimality criteria (OC) is developed for solving the acoustic–structural coupled optimization problem to find the optimum bi-material distribution. Based on OC and the adjoint method, a topology optimization method to deal with large calculations in acoustic–structural coupled problems is proposed. Numerical examples are given to illustrate the applications of topology optimization for a bi-material plate under a low single-frequency excitation and an aerospace structure under a low frequency-band excitation, and to prove the efficiency of the adjoint method and the relaxed form of OC.     

声场计算模型的环境宽容性分析

浅海水声环境容易受到各种因素的影响,导致其环境参数具有很强的不确定性,依据环境宽容性选择快速、精确的声场计算模型是保证后续研究分析正确性的重要前提。以海水声速为例,简述了基于传播损失和声场互相关系数的计算模型环境宽容性分析方法。为定量描述环境和声场计算模型的失配情况,在研究浅海不确定环境对于声场空间相关性影响的基础上,结合水声环境不确定性推理模型,得到声场空间相关半径和传播损失概率分布可信区间,提出利用声场空间相关半径相对值来度量声场计算模型的环境宽容性,同时利用非嵌入式随机多项式展开(NON-Polynomial Chaos Expansion, NPCE)法,结合差值评定方法对得到的环境宽容区间进行验证,结果表明,利用声场相关半径相对值可以定量分析不确定性环境下声场计算模型的宽容性。     

黄麻纤维毡吸声模型构建与试验验证

为更好地指导黄麻纤维毡的产品设计与应用,开展基于JCA吸声模型的黄麻纤维毡声学有限元模型构建与验证研究。利用阻抗管测取黄麻纤维毡吸声系数,并辨识出用JCA吸声模型表征的黄麻纤维毡相关物理特征参数,基于所建立黄麻纤维毡声学有限元模型获取其吸声系数和声压、声能分布。研究表明,黄麻纤维毡在高频率范围内具有较好吸声性能,其在中、低频范围内的吸声系数随频率的增加近似呈线性增加;JCA吸声模型能较好描述黄麻纤维毡吸声性能;基于COMSOL软件所建立黄麻纤维毡声学有限元模型是可靠的,可用于植物纤维材料吸声性能的仿真分析。     

分析模型选取对螺旋桨脉动激励引起的水下结构振动与声辐射影响研究

由于激振力作用位置的原因,目前关于水下结构振动与辐射噪声特性问题的分析模型多选用舱段或尾部结构,本文使用有限元/直接边界元方法,分析螺旋桨—轴系—壳体结构这一典型的尾部受迫振动问题,研究不同模型选取对结构振动及声辐射特性的影响,分析表明,使用局部模型将对结构的振动特性、辐射声压分布等特性产生影响,分析结果中略掉了较多的结构振动模态,从而使分析结果不全面,对于水下结构的振动响应分析,建议采用整体结构作为分析模型。