SC6350C后桥异响噪声控制研究

针对SC6350C汽车在40km/h滑行时后桥产生的异响噪声,利用频谱分析技术分析了构成异响噪声的主要频率成分。在此基础上基于薄膜阻尼理论和亥姆霍兹共振原理,分别设计了薄膜阻尼消声结构和亥姆霍兹穿孔板吸声结构。台架实验和整车道路实验均表明,两种结构对降低后桥异响均有显著效果,车内异响噪声亦得以基本消除,且亥姆霍兹穿孔板吸声结构的效果略优于薄膜阻尼消声结构。     

赫姆霍兹共振器数值分析与超材料应用

利用有限元分析软件对单腔赫姆霍兹共振器进行数值仿真,对比了共振频率在集中参数模型下的理论值和仿真值的差异,分析了共振腔高径比对共振频率的影响。由于单腔共振器的共振频带非常窄,可采用腔体串、并联的几何结构扩宽共振频带。对由周期性赫姆霍兹共振器构成的一维超材料进行分析计算,证实这种结构具有良好的低频降噪性能。     

一种串联互补偿型消声器研究

提出一种可进行传递损失自补偿的串联消声器,并分析了扩张消声器的传递损失带通频率与亥姆霍兹消声器的传递损失带阻频率。为了对串联消声器的理论可行性进行讨论,进行了有限元建模仿真与实验验证,针对实验与仿真中出现的问题进行了理论分析,并提出了改进方案。通过对改进方案的有限元仿真验证,证明了串联互补消声器的可行性。     

双层串联微穿孔板吸声体设计理论及应用研究

在微穿孔板吸声体理论的基础上,基于电力声类比等效电路法建立了双层串联微穿孔板吸声体理论分析模型,分析了双层串联微穿孔板吸声体的共振频率ωs与参数k1、r1的关系。将共振频率ωs与前腔深度D1做为两项设计指标,结合单层微穿孔板吸声体的设计方法,提出了一种双层串联微穿孔板吸声体的设计思路,简化了设计工作。     

汽车消声器的声学性能分析与结构优化

针对某三缸发动机排气噪声超出目标限值,将声学性能作为评价指标,利用Virtual.Lab声学有限元模块对排气消声器的声学性能进行仿真分析,对比传递损失试验结果对该声学软件的仿真精度作出评价:Virtual.Lab软件在整个频段与试验值较为接近,能准确的反映消声器的声学性能。根据原排气消声器的传递损失分析结果,提出亥姆霍兹共振腔结构及阻抗复合型结构等参数设计的前后端消声器优化方案。最终对优化后的排气消声器进行尾管噪声试验,确认排气噪声达标。     

赫姆霍兹共振原理在空腔容积测量中的研究与应用

赫姆霍兹共振原理揭示了带孔密闭空腔的容积与其共振频率的关系,介绍了该原理在空腔容积测量中的应用发展,设计了空腔容积测量仪器,在恒温条件下将压缩空气吹入腔体激起腔体共振,探究了利用压缩空气引发共振时气压与共振频率的关系,分析了赫姆霍兹共振原理在测量体积中的可行性,对理论与实际共振频率作了修正,实现了该原理在空腔容积中的高精度测量和对变化空腔容积的动态测量。     

正方形亥姆霍兹线圈的磁场均匀性

利用三个正方形亥姆霍兹线圈构建三维匀强磁场,并分析其匀强磁场区域特性。将正方形亥姆霍兹线圈视为四段载流导线,采取分段计算然后矢量叠加的方法,分析正方形亥姆霍兹线圈轴线上和空间磁场强度及其均匀性,及其仿真数据结果。最后得到正方形亥姆霍兹线圈三维匀强磁场的结构模型及相关数据分析,证明了三维亥姆霍兹线圈产生的磁场满足匀强磁场要求。     

基于尺度自适应模拟的汽车天窗风振噪声特性分析

采用尺度自适应湍流模型对一个简易天窗进行数值模拟,通过与试验结果对比,验证数值计算方法的准确性。针对某轿车天窗风振噪声问题,进行不同来流速度条件下的数值模拟,模拟结果表明,轿车天窗风振噪声是声反馈和亥姆霍兹共振两种机制共同作用的结果。在发生亥姆霍兹共振时,通过对一个周期内天窗开口处涡运动对乘员耳旁处压力的影响分析,揭示天窗产生风振的压力特性。深入地研究剪切层失稳特性,对于最强的风振噪声,流向上和横向上速度的方均根值最大,表明亥姆霍兹共振加剧了剪切层里的扰动,产生的风振能量最高。在乘员舱发生亥姆霍兹共振的风速条件下,随着乘员人数的增加,风振噪声的峰值声压级有所降低,与之相关的频率变化很小。     

新型电梯滚轮导靴

针对目前高速住宅电梯滚轮导靴引起的电梯振动和电梯噪声的投诉,提出了一种新型宽频降噪高寿命的电梯滚轮导靴。加入聚四氟乙烯材料层,利用其摩擦因数低、耐磨性好等特点,降低噪声,延长其使用寿命,中间设置橡胶层,减缓径向受力,降低振动。滚轮上增设小孔,利用亥姆霍兹小孔吸声原理在滚轮上形成共振腔,以达到降低运行噪声的作用。设计简单,制造成本低,具有工程应用意义。     

自适应调频声衬及其控制系统设计

为克服现有声衬结构固定、敏感频率无法调节的弊端,提出了一种逆压电效应的调频式声衬结构。该声衬由颈部、共振腔以及压电膜片组成亥姆霍兹共振器。采用有限元法对声衬结构的固有频率、声场分布进行了计算,研究了压电膜片变形与共振频率偏移的关系。在阻抗管内对压电声衬致动前后系统的传递损失进行了对比,系统传递损失峰值频率与驱动电压呈线性关系,灵敏度为0.1Hz/V。在建立控制电压-驱动电压-噪声频率的对应关系的基础上,提出了一种基于光敏电阻的直流升压电路,采用LabVIEW软件编制了压电声衬的自适应控制程序,当噪声频率从746变化至788Hz时,驱动电压由110V自动升高至420V,声衬始终工作于共振状态,实现了宽频噪声的自适应控制。     

基于GT-Power的消声器声学性能分析计算

为了增大固定体积的消声器的传递损失,以穿孔消声器为例,通过设计计算,利用GEM3D建立了消声器的三维模型并利用GT-Power对建立的消声器三维模型进行声学性能分析,计算消声器的传递损失,通过对比不同穿孔率共振腔进气管的传递损失曲线,确定最合适的穿孔率,使消声器传递损失在整个计算频率范围内保持较大的值,为穿孔管消声器设计提供了理论依据。     

基于Maxwell的磁场发生装置设计及分析

为了实现混有钕铁硼粉末的水凝胶磁化,设计了一种基于亥姆霍兹线圈的新式磁场发生装置。利用Maxwell软件3D模块绘制出磁场系统的三维模型,采用Magnetostatic静磁场求解器分析了增设的辅助线圈距离变化对场强的影响,得到了磁场发生装置的优化结构;再对比磁场发生装置和亥姆霍兹线圈的中心磁场强度和磁感线分布密度,验证结构优化的可靠性。结果表明:当辅助线圈距离为70 mm时,中心磁场强度最大;安匝数相同时,磁场发生装置的中心磁场强度要明显高于亥姆霍兹线圈,最终优化后的磁场发生装置中心磁场强度可达到1.37 T,磁感线分布更加均匀、密集。该仿真结果能够对磁场发生装置结构设计与工作特性分析提供参考,缩短了磁场发生装置设计成本与开发周期。     

外加磁场对磁流体润滑油膜轴承的影响

为了研究磁流体润滑油膜轴承内磁场的分布情况,分别通过永磁铁、螺线管及亥姆赫兹线圈对其施加3种不同形式的外磁场。通过磁场二维实体有限元模型的数值仿真,分析在3种模型下磁流体润滑油膜轴承的磁场分布特性,并比较磁场在油膜区的分布情况。结果表明,永磁铁模型的磁场主要分布在永磁铁、油膜、轴承座以及靠近磁铁的轧辊部分,螺线管模型的磁场主要分布在油膜、轴承座以及靠近磁铁的轧辊部分,亥姆霍兹线圈模型的磁场主要分布在线圈以及油膜的端部;3种模型在油膜区磁场分布沿轴向均呈现中间小、两端大的不均匀现象,且具有端部效应;永磁铁模型和螺线管模型在油膜区磁场沿径向分布均匀,亥姆霍兹线圈模型沿径向分布不均匀。     

共振式消声器声学性能三维时域计算及分析

共振式消声器是改善进排气噪声的重要措施。基于计算流体动力学(CFD)的方法对共振式消声器声学特性进行计算,并通过有限元技术验证了模型与计算结果的准确性。研究流速及温度变化对共振式消声器传递损失的影响规律,结果表明:随流速增加,共振频率处峰值减小,通过频率处传递损失逐渐接近共振峰峰值,消声器频率特性向高频移动,整体消声量下降;随温度增加,共振频率向高频移动,峰值减小,带宽增加;流速、温度对低频处传递损失的影响大于高频。     

利用声电类比法对微穿孔板阵列吸声性能的研究

针对声学有限元算法计算微孔板阵列吸声系数计算复杂、难以实现这一问题,提出了利用声电类比法计算具有不同吸声带宽的微孔板结构并联构成的微孔板阵列的吸声系数,利用该方法对声波垂直入射、按一定角度斜入射和从各个角度漫入射时的吸声系数进行理论计算,并利用阻抗管法进行垂直入射时吸声系数测试实验。结果表明,通过调节微穿孔板阵列的不同单元的深度,可以使其吸声系数在3个倍频程范围内达到0.6以上,得到较为理想的吸声结构,理论与实验结果吻合较好。     

亥姆赫兹共鸣器衰减压缩机气流脉动的数值模拟与实验研究

提出在往复压缩机阀腔处安装亥姆赫兹共鸣器,来消减阀腔及管路中气流脉动的措施,并应用平面波动理论及转移矩阵方法,数值模拟了亥姆赫兹共鸣器的衰减特性,对安装亥姆赫兹共鸣器前后的脉动进行了比较。设计了实验装置,在实验室两级压缩的橇装往复压缩机一级排气管路上对数值模拟结果进行了验证。研究结果表明:亥姆赫兹共鸣器能够有效衰减阀腔及管路内的脉动压力,可将阀腔内的脉动压力衰减40.1%,且下游管路内脉动压力也可得到有效衰减,最高衰减幅度达33.3%。研究还发现亥姆赫兹共鸣器的脉动衰减作用具有很强的频率选择特性,且安装于主管路的不同共鸣器共振频率互不干扰,在阀腔安装2个共鸣器能够同时有效衰减2、4倍频的压力脉动,而对其它频率脉动不产生影响。     

具有弹性板的矩形封闭声腔结构-声耦合分析

建立了中间具有弹性板的矩形腔体内的声场模型,并在矩形腔体内的弹性板四周施加假想的弹簧系统以模拟弹性板不同的边界支承条件。该模型充分考虑了弹性板与两个腔体内声场之间的耦合以及弹性板的边界条件对腔体内声场的影响。通过算例分析表明,低频段时,由腔体1的内声场引起的弹性板的振动速度受线弹簧刚度的影响要大于旋转弹簧刚度的影响,支承弹性板的线弹簧刚度对腔体内声场与弹性板之间振动耦合的影响大于旋转弹簧刚度的影响;由弹性板振动而引起的腔体2内的平均声压随线弹簧刚度的增大而增加。     

基于Ricardo Wave的排气系统消声器仿真分析

为降低现有某款内燃叉车的排气噪声,在RicardoWave前处理界面建立发动机、消声器及进排气歧管的耦合模型,利用集成的后处理工具设置噪声源对其进行仿真分析。研究结果表明：增大尾管穿孔率、隔板开孔均可降低宽频噪声、排气背压和油耗率;合理移动隔板位置可降低高频噪声,对油耗率几乎无影响,但会增加排气背压;改进因素对有效转矩、有效功率的影响在千分之五之内,可忽略不计;相对于原方案,改进因素组合的最优方案整体降噪量可增加8dB。在最优方案基础上,增加亥姆霍兹共振腔和同心管消声腔可降低低频噪声,且整体降噪量相对原方案增加12.2 dB。该仿真分析在设计阶段能够为预测消声器相关声学特性提供一些理论参考和指导。     

自激振荡腔空化特性的数值仿真及试验研究

针对空化效应的剧烈程度，采用亥姆霍兹自振腔喷嘴结构，通过引入3项无量纲结构参数比值，探究了一种恒空化强度下自激振荡腔空化器的结构设计方法。基于Fluent对自激振荡腔进行空化数值仿真研究，重点考察3项无量纲结构参数比值对空化的影响，最后通过试验进行验证，并与多孔孔板空化器进行对比。结果表明：自激振荡腔内明显发生剧烈空化，且在入口压力为1 MPa时，结构参数配比为d2/d1=2，D/d2=5~6，D/L=2，空化效果较好。试验结果与仿真结果较为吻合，且在同一等效通流直径下，该自激振荡空化器比多孔孔板空化器的空化效果好，该研究对自激振荡空化器结构的设计与优化提供一定的借鉴。     

扁长型车载LNG气瓶振动特性分析

随着车载LNG气瓶向大容积方向发展,为了高效利用空间,开发了异形气瓶,但对于异形气瓶的抗振性能,尚缺少相关研究。以一种扁长型车载LNG气瓶为研究对象,利用有限元方法对其振动特性进行研究。分析结果表明,该气瓶发生共振时,在竖直方向上的位移响应远大于另外两个方向,其中一阶固有频率较低但共振响应很小,设计计算时可忽略该共振频率;气瓶二阶(三阶)固有频率附近发生共振时位移响应很大,是最危险的共振频率;四阶及其以上共振频率较高,共振时位移响应很小,车载时不易发生类似共振情况。