航空发动机离心叶轮高阶模态振动故障研究

研究某航空发动机离心叶轮叶片高周疲劳断裂掉块故障。采用有限元计算分析,确定叶轮激振频率范围内的振动模态及应力分布,选取了对叶片各阶振动模态具有足够敏感性的位置安装应变计。叶片动应力测试获得了叶片大应力振动对应的叶轮共振频率、共振转速及激振源。利用计算和试验获得的数据进行叶片高周疲劳强度分析,提出排故措施并验证。研究结果表明:叶片断裂掉块故障原因是叶轮的高阶模态共振在叶片故障部位形成大应力,超过了其许用应力水平,提出的排故措施有效。发动机研制过程中应通过计算分析和动应力测试充分研究构件在激振频率范围内的各阶振动。     

基于Hyperworks的汽车空气滤清器模态分析

空气滤清器在工作过程中会产生较大的振动,同时受到来自发动机等激振源的激励,产生严重的振动响应,影响滤清器的寿命．引起开裂损坏和疲劳失效,也是汽车的主要噪声源之一。因此,在设计过程中必须对滤清器进行模态分析,获得其固有频率,改进其设计,以减少其产生的振动与噪音。利用Hyperworks软件建立某型汽车空气滤清器有限元模型,进行模态分析,得到分析结果。最后对结果进行了分析和评价,并与发动机频率对比,指出可能的共振频率,为改进和优化滤清器外壳结构提供参考和理论依据。     

配置直线不等长预应力筋简支梁自振频率研究

基于结构振动的基本理论,利用梁的自由振动方程,推导出了直线不等长预应力筋简支梁自振频率的理论计算公式。以某桥为背景,对该桥2片预应力混凝土空心板梁进行了模态试验,并用有限元软件ANSYS对该试验梁进行模态分析。结果表明:实测值、有限元分析值和理论公式计算值三者吻合良好,证明了所推导的公式对计算直线不等长预应力筋简支梁前两阶振动频率是合理准确的。最后结合理论计算公式和有限元模型分析了预加应力和预应力筋偏心距对不等长预应力筋简支梁自振频率的影响。     

某型发动机涡轮盘整体振动模态的有限元分析

对某型航空发动机的第一级高压涡轮盘和叶片进行了振动模态有限元分析.分别对完全自由和在螺栓安装孔处进行全约束后两种状态进行振动模态计算,并且对计算结果和振型进行了分析,同时参照发动机的工作转速进行判断分析,得出结论在发动机的工作转速内,该级涡轮盘具有足够的振动频率安全裕度,不会出现共振现象.     

薄板结构辐射声功率及其灵敏度分析

联合利用有限元方法和声辐射模态方法求解薄板结构辐射的声功率,并分析结构辐射声功率关于设计变量的灵敏度。在结构振动环节,利用有限元方法对结构进行动力响应分析得到表面振速;在声辐射环节,采用声辐射模态展开获得振动表面辐射的声场信息。以加筋板结构为例,计算结构振动辐射的声功率及其关于设计变量的灵敏度。结果表明,当激励频率远离结构振动固有频率时,加筋可以降低结构辐射的声功率;而当加筋使结构固有频率接近激励频率时,加筋甚至产生负面影响,此时通过加筋降低结构辐射声功率是没有意义的。     

基于刚柔耦合的重型汽车前组合灯振动控制

为解决某重型汽车前组合灯在发动机怠速时振幅过大的实际问题,建立前组合灯支架的有限元模型,通过模态分析发现其1阶振型与实车振型相似,1阶模态频率与发动机怠速时的激励频率相近。建立振动系统的刚柔耦合动力学模型,仿真结果验证在发动机怠速时的激励频率输入下振动系统在开始阶段发生近似拍振现象,而且1阶模态参与因子在系统振动中的贡献率最大。根据模态分析理论设计前组合灯辅助支架,使系统基频避开发动机怠速和常用转速时的激振频率,经过再次仿真分析和实车试验验证,系统振幅控制在合理的范围内。     

固冲推力测量进气管路振动特征研究

针对冲压发动机地面直连式试验推力测量数据振动现象,利用LabWindows/CVI编程对实际推力测量试验数据进行了频谱分析;探讨了进气管路失稳条件,给出了横向振动固有频率,采用有限元方法对波纹管进行了模态计算。分析表明所述振动问题主要诱因为垂向波纹管的横向振动与轴向波纹管轴向振动,提出了改进方案,多次发动机热试验验证了分析结果的正确性。     

发动机薄壁件结构振动优化

针对某发动机开发过程中出现的薄壁件结构振动及噪声较大的问题,应用有限元、多体动力学相关软件,对发动机表面振动水平进行评估。通过发动机弱点分析,确定优化方向,进行缸盖罩、正时罩和机油盘三大薄壁件结构优化,最终得到合格的优化样机。台架试验验证结果证明了仿真优化方案的合理性,同时,优化后发动机达到了开发目标。     

驾驶室低频噪声的声学特性分析与控制

在某卡车驾驶室结构有限元与声学有限元计算以及驾驶室声固耦合建模的基础上,进行结构模态计算分析以及试验验证。再进行声学模态分析以及声固耦合系统模态分析。考虑声—固耦合作用,利用耦合声学有限元进行了驾驶室内部声学特性研究,识别出主要噪声频率。继而进行面板声学和模态贡献量分析,找到了峰值声压产生的主要原因,确定了贡献显著的面板。通过结构改进,提升了板件刚度,抑制了结构振动,试验结果表明,驾驶室内部噪声得到较明显下降。     

直流变频空调室外机管路系统的模态分析

文章针对某直流变频商用空调室外机的管路系统（特别是排气管和回气管）振动较大的问题,对系统进行有限元仿真计算和实验测试,分析系统的模态频率和模态振型,得到有限元计算的模态频率与实验模态分析的结果接近,验证了有限元模型的可靠性并在此基础上进行了谐响应分析,得到管路系统应力薄弱环节。     

发动机油底壳的噪声分析及结构优化

油底壳表面辐射噪声占发动机总辐射噪声的20 %左右,已成为降低发动机噪声的重要制约因素。以铸铝油底壳为例用有限元模型计算约束模态,并对结果进行综合性分析,识别出油底壳的结构薄弱位置。然后采取加筋,和底部进行形状上的结构优化,得到一种油底壳的最佳结构设计方案。经计算优化后的油底壳,第一阶约束模态频率提高了56 %,且在2 000 Hz内的阶数减少了3阶。最后通过实验测试对比表明：发动机整机1 m声压级均值,在油底壳优化后,由原来的76.7 dB(A)降到75.6 dB(A),降低了1.1 dB（A）,有一定的效果。     

发动机油底壳的辐射噪声分析及结构优化

油底壳表面辐射噪声占发动机总辐射噪声的24 %左右,已成为降低发动机噪声的重要制约因素。为了降低某油底壳的辐射噪声,通过有限元模型,计算其约束模态,找出油底壳的薄弱位置;进而施加由试验测得的激励,计算油底壳的表面振动加速度。在此基础上,采用边界元法对其进行辐射噪声总声功率级的计算;根据计算结果,对该油底壳进行结构优化,并预测结构优化后的辐射噪声水平。通过优化前后的对比表明：结构优化后约束模态频率有很大的提高,振型也有明显变化,总声功率级降低了1.83 dB (A)。     

四缸柴油机油底壳噪声预测与降噪研究

作为发动机上的壳体零件,油底壳的振动噪声控制是一个急需解决的问题。以某四缸柴油机油底壳为研究对象,采用有限元(FEM)与边界元(BEM)相结合的方法进行仿真分析,对油底壳的振动响应以及噪声辐射进行预测。通过增加厚度、更改材料以及将大而平的面改为波浪形的方法,提出结构改进的方案。结果表明,上述方法都能够有效地降低辐射噪声,更换材料以及加厚的方法均能降低噪声3.7 d B(A)以上,其中更改材料的方法单位质量降噪效果最好。     

４９０柴油机机体减振降噪研究

采用虚拟样机方法对某４９０型柴油机机体进行减振降噪研究。首先讨论机体有限元建模方法,通过对有限元模型的模态验证,证明有限元模型的准确性;然后以该机体有限元模型为基础建立发动机多体动力学模型,将动力学仿真得到的计算结果与台架试验得到的实验结果进行对比,二者吻合较好。最后对机体裙部进行重新设计,改进后机体的辐射声功率降低了３．１ｄＢＡ,同时机体传递给油底壳的激励也得到大幅降低,改进工作取得很好的效果。     

机油参数对液固耦合油底壳辐射声场的影响

目前，噪声公害受到了越来越多的重视。为了更有效地对发动机的主要噪声辐射源——油底壳的噪声进行仿真研究，采用将有限元（FEM）与边界元（BEM）相结合的方法，建立了机油与油底壳的液固耦合模型，探讨了油底壳表面辐对声场的仿真分析方法，并在此基础上研究了机油量、机油温度等因素变化对其的影响。     

柴油机油底壳辐射声场的仿真研究

采用有限元与边界元联合求解的方法进行了柴油机油底壳辐射声场的仿真研究,利用ANSYS软件进行了油底壳的谐响应分析为SYSNO ISE软件的边界元法声场模拟提供边界条件,计算结果与实验结果的高度一致表明该方法是完全可行的,并且可以为低噪声设计提供指导。     

阻尼材料在油底壳减振降噪中的应用研究

对某柴油机的油底壳进行了模态试验、模态分析和谐响应分析,得到其振动响应特性的基础上,利用边界元方法对没有阻尼层结构、具有自由阻尼层结构和具有约束阻尼层结构的油底壳的声辐射特性进行了研究,得出了阻尼结构对改善油底壳的声辐射特性的一些规律。     

车辆驾驶室内噪声建模及分析

驾驶室内噪声是车辆乘坐舒适性的重要指标之一。以某型水泥搅拌车为例,综合考虑驾驶室外噪声源和悬置点振动源的影响,建立较全面的驾驶室声振耦合有限元分析模型。通过有限元仿真分析室内噪声响应和驾驶室结构吸声敏感特性。根据仿真结果提出改进措施,改进前后仿真计算结果与实验测得的结果较为吻合,改进后室内的降噪效果较为理想,降低3 dBA左右,并且低频噪声得到抑制。上述结果充分验证模型和降噪方法的有效性。     

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。     

内燃机结构冲压件的低噪声设计研究

为了降低发动机结构冲压件的辐射噪声,运用形貌优化的方法,提高结构刚度来达到降噪的目的。以某发动机油底壳为研究对象,建立了薄壁结构的有限元实体模型。以某阶固有频率的最大化为设计目标,寻找最佳的加强肋分布,以及最小肋宽和起肋角,以提高结构刚度,减小其表面辐射噪声。同时,在形貌优化结果的基础上,结合冲压结构加工工艺性要求提出了改进方案。