抗性消声器声辐射分析及优化

抗性消声器的一个重要缺陷是壳体振动产生的结构声辐射,为了探究其声辐射特性,从而提高使用性能,采用FEM-BEM法对抗性消声器进行了声辐射影响因素分析及优化。首先对抗性单腔消声器分析了不同形状结构、流速及安装约束对其声辐射的影响,结果表明:圆形截面扩张腔、内插管式消声器产生的辐射噪声最小;流速增大会使辐射噪声变大;进出口同时约束可降低低频阶段的辐射噪声。其次对抗性多腔消声器进行结构声辐射计算及优化,结果表明:通过对振动速度显著部位进行不同方式的组合优化,并增加出口约束,消声器整体辐射声功率级降低18.2dB,降噪效果明显并且传递损失没有受到影响。     

基于SYSNOISE的轴流式风机管道噪声辐射仿真分析

结合有限元法和边界元法,对某火电厂轴流式风机的本体及进／出气管道进行了声一振仿真,分析其声辐射场的特点。首先,用Pro／E软件建立风机进／出气和本体管道的三维实体模型,并用ANSYS进行网格划分后再导入SYSNOISE中建立其声场分析的边界元模型。其次,在400～700Hz范围内进行结构有限元谐响应分析,得到管道表面振动速度作为边界元分析的边界条件。最后,采用间接边界元法计算场点声辐射强度,仿真结果分析表明：在650Hz附近的声压最大;各场点的转折频率接近;不同场点的声压随频率的变化趋势基本相同。     

近场结构声辐射模态分析

为减小由瑞利积分计算结构声辐射功率的复杂性及结构振动模态声辐射耦合对辐射效率的影响,提出以有限离散思想为基础的结构近场声辐射模态分析方法,该方法对结构辐射表面进行离散化,利用叠加原理建立近场声辐射模态模型和辐射声功率的计算公式。以简支板为例,利用有限元和边界元法对近场结构声辐射进行仿真分析,计算了结构声辐射模态,辐射效率,声功率及场点声压等声场特性参数,并讨论了不同力作用位置对结构声辐射的影响,得到了简支板结构在简谐激励力作用下的近场声辐射特性。该分析对复杂结构声的近场声辐射仿真计算和主动控制有重要指导意义。     

粘贴吸声材料的结构表面声辐射数值仿真

在结构外表面敷盖吸声材料是空气或水下航行器的减振降噪的关键技术之一。本文从 Helmholtz波动方程出发 ,导出了考虑结构表面有声阻抗材料时的边界元方程形式。在此基础上 ,利用 Visual C++语言编写了复杂边界的振动结构辐射噪声的边界元程序 ,并比较了某一振动壳体当外表面分别为硬边界和吸声材料时的计算结果     

民机舱室结构建模及基于FEM-BEM 的辐射噪声仿真分析

针对ANSYS不能直接得到民机舱室声场响应特性的问题,结合ANSYS和SYSNOISE ,提出了民机舱室振动声学数值仿真计算方法。以某型客机机舱为原型,基于HYPERMESH建立了有座椅机舱网格模型。利用ANSYS进行机舱结构动力学分析,得到了结构振动频响特性。将结构振动位移结果作为边界激励条件导入SYSNOISE中,采用直接边界元法最终得到了舱内声压频响特性。给出了ANSYS与SYSNOISE的软件接口方法,解决了两者间的数据兼容问题,为进一步的声场优化分析提供了参考。     

管道系统振动声辐射的数值计算方法

基于管道振动的模态分析及谐响应分析,计算管道的声辐射效率,建立结构体振动与其辐射噪声之间的关系。文中首先建立管道的圆柱壳模型,进行管道结构动力学分析,采用有限元方法获得结构表面振动速度;然后根据结构声辐射理论,并且采用边界元法离散积分方程,通过建立管道的声场模型,得到管道结构在谐波激励下的声辐射效率,为降低噪声提供理论依据。计算结果表明,本文所建立的振动和声辐射模型及算法是有效的。     

弹性边界对高速列车车窗声辐射特性的影响研究

为研究高速列车车窗在点激励下的声辐射特性,基于Hamilton原理和声学Rayleigh积分建立了弹性边界条件下车窗的有限元-边界元耦合模型,模型中将弹性边界简化为沿车窗四周连续分布的平动弹簧和转动弹簧.利用矩形板在经典边界条件下的模态分析结果、无限大板的声辐射验证了模型的正确性.基于验证后的模型,分析了边界支撑刚度对车窗声辐射的影响,研究了车窗声辐射随边界阻尼的变化规律.研究结果表明,边界平动刚度对车窗声辐射的影响较转动刚度显著;当平动刚度小于1×103 N/m时,车窗的声辐射与无限大板的结果相似;当平动刚度在1×103～1×106 N/m间变化时,声辐射出现明显峰值,且随刚度迅速变化,这些峰值由车窗的模态引起;当平动刚度大于1×106 N/m时,车窗的声辐射随刚度趋于稳定;提高边界阻尼有助于降低车窗在辐射峰值附近的声辐射水平,但作用有限,其中,由复平动刚度产生的边界阻尼比复转动刚度产生的边界阻尼对车窗声辐射的影响大.     

基于SYSNOISE管道声辐射仿真分析及研究

利用有限元分析软件ANSYS,对某企业输气管道系统振动剧烈、噪声污染严重等问题进行了模拟仿真分析.通过建立管道网格模型,并进行谐响应分析,获取了管道表面速度边界条件,然后由边界元方法计算得到了管道的声辐射,为管道降噪改造提供了理论依据.计算分析结果表明,本文所建立的振动和声辐射模型及算法有效,有助于该类问题的解决.     

压缩机机体声辐射的模态特性研究

采用有限元和边界元方法建立了轻流体介质中复杂结构振动声辐射的模态分析模型,可计算结构的声辐射模态频率、模态场点声压、模态辐射声功率和声辐射效率等声场特性参数。对K5206NM压缩机机体进行了模态分析和声辐射模态参数计算,获得了机体的声辐射特性,从而为机体的低噪声设计提供了依据。     

基于多场耦合的锯片切割系统声辐射特性研究

为了对锯切噪声进行定量预估及声场分布规律的研究,提出建立声场、结构、流体多物理耦合模型。利用显式的中心差分算法提取了流固耦合(Fluid Structure Interaction,FSI)作用下多体动态接触时系统的振动响应;基于边界元法-有限元分析建模法搭建了切割系统声学模型,将系统振动响应作为声学边界,对声场辐射进行计算分析。研究了切割系统在半空间环境的声场时域、频域辐射特性;分析了结构与流体间的单、双向耦合对声场的影响;通过计算辐射面积对声功率的影响明确了噪声主要辐射区域。从现场实测数据与数值结果的比较可见,多场耦合分析在切割噪声辐射水平分析及预估方法是正确可行的。     

基于gt-power软件的某汽车排气系统消声器改进

通过gt-power软件对发动机某一转速下排气系统尾管噪声进行仿真。提出几种消声器改进方案,选出最佳方案。在该方案基础上,分析几种因素变化对消声器性能影响,选出较为理想的参数。最终使功率损失、插入损失等指标达到较好的水平,解决了尾管噪声过高的问题。得出了穿孔管,插入管长度,扩张腔体积对消声性能影响较大的结论。     

摩托车座垫底板的有限元分析及形貌优化

建立摩托车座垫底板的有限元模型,对其进行静力学分析和模态分析。同时考虑到底板的静态多工况刚度问题和动态频率特性问题,采用线性加权方法将多目标问题转化为单目标问题,实现对底板结构多工况下的多目标形貌优化设计。优化后的底板获得了最优的加强筋布局,最大变形量减少52.2%,最大应力减少42.2%,一阶固有频率增加9.0%,静动态性能均得到显著的改善,达到了预期的优化效果。     

Effect of Wheel Load on Wheel Vibration and Sound Radiation

The current researches of wheel vibration and sound radiation mainly focus on the low noise damped wheel. Compared with the traditional research, the relationship between the sound and wheel/rail contact is difficulty and worth studying. However, there are few studies on the effect of wheel load on wheel vibration and sound radiation. In this paper, laboratory test carried out in a semi-anechoic room investigates the effect of wheel load on wheel natural frequencies, damping ratios, wheel vibration and its sound radiation. The laboratory test results show that the vibration of the wheel and total sound radiation decrease significantly with the increase of the wheel load from 0 t to 1 t. The sound energy level of the wheel decreases by 3.7 d B. When the wheel load exceeds 1 t, the attenuation trend of the vibration and sound radiation of the wheel becomes slow. And the increase of the wheel load causes the growth of the wheel natural frequencies and the mode damping ratios. Based on the finite element method(FEM) and boundary element method(BEM), a rolling noise prediction model is developed to calculate the influence of wheel load on the wheel vibration and sound radiation. In the calculation, the used wheel/rail excitation is the measured wheel/rail roughness. The calculated results show that the sound power level of the wheel decreases by about 0.4 dB when the wheel load increases by 0.5 t. The sound radiation of the wheel decreases slowly with wheel load increase, and this conclusion is verified by the field test. This research systematically studies the effect of wheel load on wheel vibration and sound radiation, gives the relationship between the sound and wheel/rail contact and analyzes the reasons, therefore, it provides a reference for further research.     

压缩机机体声辐射与噪声预测

随着压缩杌技术水平的不断发展和性能指标的不断强化,压缩机的振动与噪声问题已经成为压缩机行业重要的研究课题.基于结构声辐射边界元理论,建立了压缩机机体声边界元模型,将有限元法和边界元法有机地结合起来,对机体辐射声场进行模拟计算分析,获得机体场点声压、声强、辐射声功率,以及辐射效率等声辐射特性参数,为机体的结构声学优化奠定了基础.     

可调节转子临界转速的新型支承设计与研究

支承刚度对转子系统的临界转速等动力特性有很大的影响,由此推出一种新型的刚度可调节的转子支承系统。该系统可以对水平支承刚度和垂直支承刚度进行"解耦",有利于对转子系统进行动力学研究;该支承可对转子支承的整体刚度进行调节,从而对转子系统的临界转速进行控制。在这种新型的支承方式下,运用传递矩阵法、广义影响系数法对这种支承机构转子系统的临界转速可调节性做了理论分析,证明该新型转子支承系统可有效的对转子系统的临界转速进行调节。     

基于拓扑优化的混凝土输送臂基座轻量化设计方法研究

应用有限元方法对混凝土输送臂基座进行静强度分析和模态分析,得出其静强度和固有频率满足轻量化设计基本条件。采用密度拓扑优化方法,以单元材料密度为设计变量,以静强度和固有频率为设计约束,以体积最小化为设计目标,对混凝土输送臂基座进行轻量化设计,引入对称约束和最小成员控制约束,保证优化后的可制造性。结果表明:在满足静强度和固有频率约束的前提下,基座质量可减轻18.3 kg。     

LED粘片机运动摆臂的优化设计与分析

LED粘片机在正常工作时,摆臂往往存在运动不平稳、振幅较大及趋稳时间较长等问题,影响粘片效率与精度。通过分析摆臂的整个运动过程,提出新的设计方法。首先,利用5次多项式运动曲线来替代梯形运动曲线,保证摆臂运动过程的平滑性;其次,结合静力学分析、模态分析及瞬态动力学分析,对摆臂进行外形优化设计;然后,为减少摆臂转动惯量对运动的影响,对摆臂进行拓扑优化,得到摆臂的优化模型;最后,通过瞬态动力学分析验证,证实了此方法的可行性。     

基于Hypermesh的端子压接机动特性分析及优化

通过对端子压接机机构有限元模态分析，针对存在的不足之处提出了改进方案，用Hy—permesh对整机模型动态特性进行了优化，验证了有限元分析优化技术在当今数字化制造中具有重要的现实意义。     

周转斜盘发动机模态分析及减振方案设计

针对周转斜盘发动机结构复杂,有限元模型规模大且分析效率较低等问题,引入子结构模态综合法用于发动机振动特性分析和减振设计。基于Ansys软件建立了发动机模态综合法分析模型,计算了发动机模态。分析了发动机振动激励源和振动传递路径,讨论了发动机结构减振措施,提出了发动机关键轴承处采用柔性支撑的减振方案,拟定了柔性支撑减振器可行结构形式。基于模态综合法计算模型,将减振器作为子结构建立采取减振措施的动力学分析模型。谐响分析表明:减振方案在低频段很好的效果。     

柔性基础上金属橡胶非线性隔振系统性能分析

根据柔性基础结构振动声辐射的控制需求,提出了柔性基础上应用金属橡胶隔振器的被动隔振方法。运用ADAMS软件与有限元软件结合,仿真了基础材料、隔振器一次线性刚度、三次非线性刚度、粘性阻尼等参数改变时隔振系统的频域特性,得到了设备与基础的幅频响应曲线和系统的振级落差曲线,通过结果曲线的对比,分析了不同参数对系统隔振性能的影响,并提出了提高隔振效果、优化系统参数的一般方法。