离心式压缩机噪声源定位分析及降噪方法

针对制氧厂离心式压缩机的噪声问题,联合频谱分析、声成像分析和模态分析三种方法,定位离心式压缩机的主要噪声源。以离心式压缩机机组为研究对象,通过Norsonic150声振测试频谱分析,发现离心式压缩机噪声呈宽频带特性,以2.5 kHz为中心频率的排气管口噪声声压级最高,可达100.80 dB,进气管口与排气管口的噪声频率特性有一致性。结合主要部件的基频分析,发现噪声峰值频率1190.26 Hz、2380.43 Hz产生于离心式压缩机叶轮的基频及倍频;利用Norsonic848声成像分析,发现离心式压缩机排气管口产生的噪声最大,进气管口次之,这与声振测试频谱分析的结果一致;通过LMS声学软件对离心式压缩机机组箱、壳体进行模态分析,发现齿轮箱为低频特性噪声的激励源。根据离心式压缩机的噪声特性和吸隔、消声的基本理论,设计吸隔型隔声罩与阻抗复合式消声器相结合的降噪方法,可为离心式压缩机的噪声控制提供参考。     

钢桶泄漏流激振动结构响应分析与实验研究

目的为了探究钢桶泄漏产生声发射检测技术的基本原理和实验方法,建立钢桶泄漏仿真模型和实验模型。方法首先介绍钢桶气体泄漏产生声发射信号的机理和流固耦合的基本原理;其次建立钢桶泄漏模型,通过Workbench流固耦合方法模拟流激振动下结构响应特征;然后根据声发射检测原理搭建钢桶泄漏声发射检测实验平台,采集实验数据并分析处理,探讨漏孔直径、内压与钢桶泄漏各特征参数的关联,结合频域分析,得到能够表征钢桶泄漏的特征参数与特征激振频率;最后将得到的泄漏声发射信号特征与仿真结果进行比较。结果钢桶气体泄漏流激振动的激振频段为22～40 kHz,峰值频率约为25 kHz。结论钢桶泄漏的仿真模拟结果与实验检测得到的结构响应基本一致,钢桶泄漏的仿真与实验研究方法为钢桶气体泄漏在线检测技术的研究提供了依据。     

大型压缩机管道系统声振测试与仿真研究

某大型离心式压缩机管道系统噪声超标,对现场噪声与振动测试,得到压缩机及管道系统的噪声与振动分布。根据测试结果对压缩机和管道系统的噪声与振动分布进行分析。运用统计能量分析法(SEA)对该压缩机管道系统进行计算机建模和仿真,探究该管道系统噪声超标的原因,仿真与测试结果基本吻合,印证测试所作结论。SEA法对类似压缩机及管道系统的优化设计、噪声治理、监测与安全正常运行具有参考价值。     

降低冰箱噪声的试验研究

本文对一种冰箱匹配高效活塞式压缩机后噪声较大的问题进行了研究。这种噪声的峰值频率介于2 0 0～ 315Hz (1/ 3倍频程 )。本文确定了吸气管振动所形成的冰箱蒸发器的振动是产生噪声的根源 ,而吸气管的振动源为机壳的振动和气流脉动 ,并且气流脉动是主要激振力。在上述分析与试验的基础上 ,重新设计压缩机的吸气消音器 ,在吸气管壁钻孔 ,通过这些措施 ,使该冰箱的声功率降低了约 2dB (A) ,提高了冰箱的声质量     

球磨机旋转简体的声振耦合特性分析

球磨机噪声主要来源于旋转简体的振动。为减小结构振动产生的噪声,基于结构-声场耦合有限元方法,对旋转简体的声、振特性进行分析,阐明筒体的结构振动模态特性,结构声模态特性及其声振耦合的关系,并找出对筒体噪声辐射效率贡献量较大的几阶结构模态。该分析结论对球磨机噪声机理的研究、有存储作用。     

球磨机旋转筒体的声振耦合特性分析

球磨机噪声主要来源于旋转简体的振动。为减小结构振动产生的噪声,基于结构-声场耦合有限元方法,对旋转简体的声、振特性进行分析,阐明筒体的结构振动模态特性,结构声模态特性及其声振耦合的关系,并找出对筒体噪声辐射效率贡献量较大的几阶结构模态。该分析结论对球磨机噪声机理的研究、有存储作用。     

某型滑油冷却风扇振动特性分析

为避免工作状态下风扇转子由于自身工作转速及相关的激振频率引起的共振现象,通过试验模态分析及数值模态分析结合的方法对转子振动特性进行分析,并与改进前的转子进行对比。结果表明,以静子尾流产生的激振力对应的共振转速与转子的工作转速相接近,改进后的转子各阶固有频率提升但共振裕度减小,因此在风扇使用过程中应保证其完整性,从而避免疲劳断裂等安全隐患。     

基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法与实验研究

为了获得较为理想的振动时效效果,提出基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法。采用ANSYS有限元软件,对构件进行数值模态分析,通过分析应变振型和残余应力的分布规律,确定了基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法和步骤,并在此基础上进行了振动时效的实验研究,验证该方法的提出对振动时效效果改善的有效性。结果表明:对于激振频率的选择应以构件表面的残余应力分布为依据,共振应变函数ψr为准则;通过该方法合理选择振动时效的激振频率,能够获得较为理想的振动时效效果。基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法的提出,为振动时效激振频率的确定提供了技术思路,改善了振动时效的效果,具有一定的工程应用价值。     

基于EEMD的立管涡激振动响应最优降噪光滑模型参数识别研究EI北大核心CSCD

深水海洋立管因受到海洋环境的影响产生涡激振动现象,长期的涡激振动易导致立管产生疲劳破坏。为了获得真实的涡激振动特性,进行海洋立管涡激振动试验并对测试信号进行总体平均经验模态(EEMD)分解。基于分解得到的本征模态函数建立滤波算法,考虑曲线光滑度和重构信号与实测信号相似度,确立最优降噪光滑模型区间,依据存在度确定有效本征模态函数以及最优降噪光滑模型,优化目标函数。从相关度、频谱分析、能量谱分析3个角度出发进行合成信号仿真识别,并验证了算法的准确性。结果表明:构建的最优降噪光滑模型得到的有效本征模态函数,与原始信号频率成分相关系数最高,达到0.96以上,且频率对应相等;其能量占原始信号总能量的97.98%。涡激振动试验结果表明,建立的最优降噪光滑模型确定的有效本征模态函数包含顺流向、横流向振动信息,且顺流向主频是横流向频率的2倍。     

薄壁结构高温随机振动疲劳寿命估算方法

为了研究涡轮转子叶片在高温环境中气流激振力作用下随机振动疲劳失效机理,从基础研究出发,采用薄壁板件为研究对象。基于高温试验台与振动台联合试验,结合数值仿真,得到了不同温度和不同振动量级组合下试验件根部与颈部的轴向动应力响应规律。基于疲劳累积损伤理论,采用改进的雨流计数法预估试验件的疲劳寿命。通过高温随机振动试验,同时参照常温随机振动试验,获得试验件在实际工况下的应力、应变、频率等动力学响应和寿命数据,并对各个试验组的响应与寿命进行数据统计,仿真与试验结果比较发现:数值仿真对试验件破坏位置判断准确,应力响应误差在5.6%以内,频率响应相差1%左右,疲劳寿命相差28.6%以内,证明了高温条件下随机振动疲劳分析方法是有效的而且精确的。     

Vibration Modal Analysis of Compressor Blade based on ANSYS

Compressor is an important part of aero engine. In the environment of high temperature and high pressure,compressor blade will suffer from several physical and chemical processes,such as centrifugal force,aerodynamic force vibration and oxidation. These processes will lead compressor blade to fatigue fracture,and at the same time,make negative effects on the engine' s overall performance. Based on the software ANSYS15. 0,we made strength analysis and modal analysis of compressor blade in this paper. As a result,we got its natural frequencies,relevant modal parameters and vibration mode cloud pictures. After analyzing the influence that centrifugal force made on modal parameters,we predicted the expected damage of the blade. Eventually the analysis results will provide the basis for overall performance evaluation,structural crack detection,fatigue life estimation and strength calculation of aircraft engine compressor.     

往复式压缩机撬装模块振动分析与优化研究

往复式压缩机是保障页岩气增压外输的重要设备.当压缩机撬装模块的机械固有频率与压缩机激振频率接近会出现共振,处于共振下运行的压缩机撬装模块会发生剧烈振动,长期剧烈振动会引起连接螺栓断裂、缓冲罐开裂等失效现象.基于振动理论,建立压缩机撬装模块振动模型,开展振动特性研究,确定其在1、2阶激振频率范围内的各阶固有频率和振型,掌...     

Evaluation of piezocomposites for ultrasonic transducerapplications influence of the unit cell dimensions and the properties ofconstituents on the performance of 2-2 piezocomposites

A theoretical model on piezoceramic polymer composites with laminar periodic structure is presented. A salient feature of this model is that it can treat explicitly how the unit cell dimensions and other material properties influence the performance of an ultrasonic transducer made of 2-2 piezocomposites. The model predicts that there exist a series of modes associated with the periodic structure of a composite, which is beyond the stop-band edge resonance prediction. One of the main concerns in designing a composite transducer is how the surface vibration profile changes with frequency and how this is influenced by the aspect ratio of the ceramic plate. It was predicted that as long as the thickness resonance is below the first lateral mode frequency, there is always a frequency f₁ which is near the thickness resonance and at which the polymer and ceramic vibrate in unison. The effect of aspect ratio is to change the position of f₁ with respect to the thickness resonance frequency and the bandwidth in which polymer and ceramic have nearly the same vibration amplitude and phase. It is also predicted that, when operated in a fluid medium such as water, there will be a resonance mode which has a frequency determined by the velocity of the fluid medium and the unit cell length d and is associated with the oscillation of the fluid. The behavior of a composite plate as an acoustic transmitter and receiver and the influence of the aspect ratio of the ceramic plate on them are also investigated     

涡旋压缩机激励载荷反求分析

涡旋压缩机在匹配空调系统时,其振动会通过吸排气管对空调系统管路应力应变产生较大影响,为了得到对空调系统振动激励的大小,提出通过涡旋压缩机振动位移响应反求激励载荷的方法,并对反求时振动响应测点位置、测点个数进行了分析与探讨,最终得到了某型号涡旋压缩机激励反求力和力矩的大小及添加方式.结果显示,涡旋压缩机与转子压缩机有较大...     

往复式压缩机管道振动有限元分析

由于往复式压缩机的固有特性,管路压力脉动客观存在,但不是一定会因此产生剧烈管道振动。以M型四级六列压缩机为例,从缓冲罐容积和系统共振两个方面进行振动分析。利用有限元分析软件ANSYS对管道系统进行结构模态分析,对比于现场振动测量值,确定管道振动原因。最后,通过支撑加固的方式,有效解决管路振动问题,同时提出油水分离器结构改进方案。     

涡旋压缩机振动测试与结构优化

根据某型涡旋压缩机振动情况,对其进行振动测试,获得压缩机各主要零部件的高频振动频谱,采用有限元分析软件ANSYS对涡旋压缩机进行结构模态分析,获得压缩机各主要零部件前六阶固有频率,通过对振动频谱的分析和固有频率与试验振动频谱的对比分析,发现顶盖存在共振现象,支撑架处外壳是疲劳损伤易发部位,为此提出增加顶盖厚度、增加顶盖弧度和增加支撑架处外壳厚度三种改进方案;利用ANSYS对三种改进方案进行有限元分析,对比优化前后顶盖和支撑架处外壳应力应变变化情况,结果表明增加顶盖弧度和增加支撑架处外壳厚度能很好地降低压缩机振动。     

夹层输流管道弹性波频散特征分析

对无限长夹层输流管道的管壁弹性波频散特征、管内流体声波频散特征,以及弹性体与流体声固耦合的波传播频散特征进行了研究与分析.基于铁木辛柯梁模型构建弹性体管道的波数解析式.考虑声固耦合效应,对无限长夹层输流管道的管壁弹性波与管内流体声波相互耦合的波数和模态振型进行了求解.运用参数化扫描,分别计算了管内流体域为水和空气情况下...     

动力吸振器对薄板声辐射效率的调控特性

薄(壁)板结构是飞机、高铁、船舶等工程中最常见的结构。薄板结构受到外部动力源的激励不可避免地引起振动噪声超标的问题。动力吸振器相比于表面加筋和敷设阻尼材料等减振降噪方法,具有参数可设计、频率针对性强等优势。然而,目前关于动力吸振器对薄板结构声辐射的调控特性分析并不充分,很多研究人员以及工程师笼统地认为,利用动力吸振器来减小薄板结构振动就可完全达到最好的抑制声辐射效果。实际上,动力吸振器对于薄板结构的声辐射效率的调控会直接影响其抑制声辐射的效果。本文研究了动力吸振器对薄板结构声辐射效率的调控特性,从理论上推导了含有动力吸振器的薄板结构声辐射效率计算方法,并利用数值计算方法分析了动力吸振器的声辐射效率调控特性。动力吸振器的安装,能对薄板结构在吸振器工作频率附近的模态振型和模态频率产生明显的调控作用,从而对声辐射效率产生调控作用。通过调谐动力吸振器的质量和频率,能够降低薄板结构目标模态的频率,或者改变对应的模态振型,实现对声辐射效率的抑制效果。     

某型航空发动机压气机四级转子叶片失效分析

某型航空发动机压气机四级转子叶片是故障多发叶片.对叶片典型失效件进行了断口分析,发现叶片故障是由于叶片表面发生腐蚀导致疲劳强度降低,使得叶片在振动应力下发生疲劳失效.进一步对显微组织进行分析,发现叶片材质合乎要求,叶片腐蚀主要是由于使用环境因素造成的.研究结果对于叶片的故障分析及预防具有重要的意义.