基于湍涡耗散的穿孔板消声器气流再生噪声模型

气流再生噪声对消声器性能和声品质影响大,而湍涡耗散是消声器内部流场分布重要体现.利用流场分析及量纲平衡提出了湍涡耗散分布特征系数,建立了关于该系数的穿孔板消声单元气流再生噪声总声功率模型,求解了模型参数,并分析了影响因素.结果表明:随着穿孔板消声单元进口气流速度的增加,气流再生噪声总声功率级快速增大,斜率都超过了1;随着湍涡耗散的增大,气流再生噪声总声功率级减小,尤其当湍涡耗散小于1.0×10~5m~2/s~3,气流再生噪声总声功率级快速下降,当湍涡耗散大于1.0×10~5m~2/s~3时,气流再生噪声总声功率级下降速度趋于平缓,该模型可以定量分析穿孔板消声单元结构参数对气流再生噪声的影响规律,穿孔板消声单元气流再生噪声总声功率级随气流分布速度增大而显著增大.     

陶瓷复合装甲优化设计及弹击后剩余弯曲强度

根据防护要求和防护机制,设计了一种C/C-SiC陶瓷/铝基复合泡沫复合装甲。在确保复合装甲面密度为44 kg/m²的前提下,以弹击后剩余弯曲强度为评价标准,以陶瓷板布置位置、各组成层厚度、泡沫金属中泡沫孔径尺寸为研究因素,设计了三因素三水平的正交模拟优化方案,利用有限元软件ABAQUS模拟了子弹侵彻陶瓷靶板的过程及弹击损伤后复合装甲的弯曲实验过程,预测了剩余弯曲强度,并进行了结构优化。根据数值模拟结果制备陶瓷复合装甲试样,进行实弹打靶和弯曲实验以验证复合装甲试样剩余弯曲强度。结果表明,以MIL-A-46103E Ⅲ类2A级为防护标准,剩余弯曲强度最高的陶瓷复合装甲最优化结构形式为：陶瓷板厚度12 mm、陶瓷板做防弹面板、Al基复合泡沫孔径为4 mm+10 mm的混合;对剩余弯曲强度的主次影响因素排序为：陶瓷板厚度>陶瓷板布置位置>Al基复合泡沫孔径。     

宽频吸振器设计及其刚度控制

针对传统吸振器减振频带狭窄的问题进行半主动吸振器研究,介绍磁流变弹性体的制备原料及配比。基于磁偶极子理论分析磁流变效应。利用Matlab对半主动吸振器进行建模和仿真,并分析其宽频减振性能,针对添加吸振器导致的受控系统共振现象,提出消除共振的刚度控制方法。以磁流变弹性体为弹性元件设计吸振器,通过实验验证所设计吸振器的宽频减振效果,分析受控系统的幅频特性,并对提出的控制方法进行验证。     

基于卷积神经网络的内燃机声品质评价方法研究

为解决内燃机声品质评价中人工效率低、成本高的问题,引入卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型和声谱分析方法构建了CNN声品质预测模型;同时模型中设计了带通滤波器,可对噪声样本进行自动特征提取,并以此为输入数据,利用自适应时刻估计(adaptive moment estimation,Adam)算法优化网络中各层权重,并将模型用于声品质评价。为证明CNN模型预测的性能,构建了基于心理声学参量的后向传播算法(back propagation,BP)声品质评价模型,并用于对照试验,在样本标签值(人工评价值)处理时,分析了客观评价心理声学参数与评分值的相关性,选取与人工评价结果相关度最大的4个心理声学参量作为BP模型的输入值进行预测。试验结果表明,基于CNN的声品质评价模型能更精确地预测内燃机声品质,并且在CNN预测模型中基于听觉谱的输入评价值比基于时域的短时平均能量、频域的频谱通量输入评价值精度更高。     

微型客车发动机的噪声控制

采用整车分别运行法获得发动机排气噪声、发动机燃烧噪声、发动机机械噪声、变速器噪声及其它噪声源噪声,分析发现发动机噪声是整车的主要辐射源,对发动机油底壳和消声器进行了一系列改进。结果表明,改进后的油底壳总成振型有明显改善,各阶频率较改进前有较大的提高,不同转速下,插入损失有较大程度的提高,而功率损失有不同程度的降低,车外加速噪声由原来的77.55d B降到73.28d B,降低了4.27d B。     

基于湍流分布特征系数的消声器压力损失模型

进行了消声单元压力损失流场数值计算,通过试验验证了计算方法的准确性.对比了不同边界条件下的湍动能分布特征,提出了湍流分布特征系数,建立了关于湍动能、密度和湍流分布特征系数的消声器压力损失模型,通过不同类型消声单元和不同气流进口速度验证了模型,以穿孔管消声单元为例建立了压力损失模型,并讨论了主要结构参数对压力损失的影响.结果表明:对不同结构参数消声单元压力损失模型计算的相对误差不超过8%,,不同气流速度下模型计算相对误差不超过7%,;穿孔管消声单元压力损失随穿孔率、穿孔部分长度的增大而减低,随腔体直径的增大而增加,穿孔直径则对压力损失几乎没影响.     

微型电动货车车架分析

通过建立改装的微型电动货车车架有限元模型,计算弯曲和扭转强度及刚度,结果满足许用应力要求。之后进行自由模态分析,得到各阶模态频率。在模态分析的基础上作谐响应分析,其实验结果为:在33 Hz和75 Hz的激励频率下,可能会造成车架共振。该研究结果可为后续结构优化提供参考。     

基于新型材料的吸振器设计及电流控制方法

被动式吸振器(passive dynamic vibration absorber,简称PDVA)结构参数不可调,减振频带单一,不适用于宽频减振。为解决上述问题,首先,以磁流变弹性体(magnetorh-eological elastomer,简称MRE)为刚度元件,设计一种刚度可调的自适应吸振器(adaptive dynamic vibration absorber,简称ADVA);其次,对弹性体原料组成及磁流变效应进行介绍和分析;然后,对受控系统增加吸振器,引起系统新的共振问题提出了吸振器工作过程中的电流控制方法以消除新增的共振现象;最后,进行了仿真及实验研究。结果表明,本设计可将减振频带拓宽至11.37Hz,并且利用提出的电流控制方法可有效消除系统新增的共振峰。     

变质量颗粒阻尼吸振器及其宽频减振性能

为了拓宽传统定参数颗粒阻尼吸振器的有效减振频带,设计了一种变质量颗粒阻尼吸振器。对变质量颗粒阻尼吸振器的动力学特性进行了仿真及实验研究,并利用数据拟合的方法建立了颗粒容器内水量与最佳减振频率的变化关系。研究结果表明：变质量颗粒阻尼吸振器可以通过改变颗粒容器内的液体量调节其最佳减振频率,拓宽了吸振器有效减振频带。     

基于最大相关波形延拓的经验模式分解端点效应抑制方法

针对端点效应使经验模式分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）结果出现畸变,严重影响算法精度的现象,提出了一种新的抑制经验模式分解端点效应的方法：最大相关波形延拓法。该方法借鉴匹配追踪算法思想,将信号端点处波形向信号内部平移,以找出与之最相似的波形,然后以最相似波形外侧的一段数据作为信号端点外数据的估计。利用仿真数据和某炼油厂风机轴瓦振动数据对最大相关波形延拓法进行了验证,结果表明该方法能够明显减小经验模式分解的端点效应,特别对周期信号和循环平稳信号有很好效果。同时,所提出的方法具通用性,能够减小数字滤波、小波分析等信号分析方法中端点效应对算法精度的影响,具有较大的理论意义和实用价值。