基于声固耦合模型的车内低频结构噪声响应分析

根据模态相似原则建立某重型商用车简化的驾驶室有限元模型。在此基础之上建立驾驶室的声固耦合模型,并利用声学模态试验验证了模型的正确性。通过实车道路试验测量怠速工况和匀速行驶工况下驾驶室悬置点的激励信号和车内振动噪声响应信号。将测量的激励信号施加于声固耦合模型进行频率响应分析,计算20～200 Hz范围的车内结构噪声。将得到的振动噪声响应仿真结果与试验结果进行对比分析。分析表明,仿真响应频谱能够反映出激励谱和模态的影响,与试验结果相符。利用此模型预测车内振动噪声水平,也具有较高精度。     

基于边光滑有限元的声固耦合研究

在声固耦合的计算分析中,一般采用耦合的有限元或者耦合的有限元与边界元等数值方法来进行模拟。由于有限元系统偏硬,因而在使用有限元进行声学及声固耦合问题的模拟中,都会产生比较大的数值误差。为了降低声固耦合系统的刚度,降低有限元的计算误差,通过采用耦合的边光滑有限元法来对三维的声固耦合问题进行模拟。由于三角形网格和四面体对于任何复杂几何模型的离散适应性很强,因此在结构域中,将采用三角形来离散系统,而在声学域中,采用四面体来离散,并对结构域中三角形板单元以及流体域中的四面体单元都进行基于单元边的梯度光滑操作。通过数值算例的研究结果表明,光滑梯度操作能够适当降低有限元系统的刚度,使离散系统刚度更加接近连续系统的刚度,数值解更加接近真实解,从而为本方法的进一步应用打下基础。     

重卡驾驶室的声固耦合模态分析

利用有限元法建立某重卡驾驶室车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。使用Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析,为下一步的车身设计和改进提供了依据。     

基于模态叠加法的悬臂吊悬臂结构优化

悬臂吊是一种为适应相关工况而发展起来的新一代起重机,具有质量轻、结构紧凑、拆装方便、灵活性高等特点;施工安全是各类起重机械的首要条件,为减小电机与悬臂发生共振的几率,进一步提高悬臂吊的可靠性,以保证其使用安全性,文中采用模态叠加的方法,结合有限元软件ANSYS Workbench,对悬壁吊悬壁结构进行了局部优化,并对比...     

驾驶室结构振动及其声固耦合噪声响应分析

利用有限元分析软件ANSYS和声学分析软件SYSNO ISE对卡车驾驶室的振动与内部声场耦合做了数值计算分析研究。介绍了振动频响分析方法,动力学计算与声学边界元模型耦合的具体步骤。通过计算分析,分别研究了驾驶室结构的声固耦合模型与非耦合模型对室内声场的影响,从而找出在不同的壁板厚度条件下,声固耦合作用对室内噪声的影响,以及驾驶室内声场的变化规律。     

基于声固耦合分析的工程机械驾驶室优化设计

基于某型号工程机械驾驶室最大噪声为结构噪声的测试结果,首先建立了驾驶室的声固耦合仿真分析模型,并利用模态试验对分析模型的正确性进行了验证.对定置与匀速行驶工况下工程车辆的驾驶室车内噪声响应和4个悬置点的激励信号进行了测试分析,将采集的激励信号作为输入施加于声固耦合分析模型进行驾驶室内结构噪声计算和频率响应分析,通过噪声...     

齿轮箱声固耦合系统面板贡献度分析

针对某型齿轮箱,提出一种基于声学贡献度分析的减振降噪设计方法.建立了齿轮箱有限元模型,计算其结构模态.将齿轮箱有限元网格作为结构网格和声学边界网格,在LMS Virtual.Lab下用边界元法求解真实工况激励下的辐射声场.利用声学贡献度分析,找到贡献度最大的面板,修改其设计参数.修改结构后,声场中某点噪声峰值降低8.2...     

声固耦合系统的某消声器结构性能研究

消声器是排气系统的末端,若是壳体开裂会泄漏高温气体甚至火星,这种情况在危险品运输车上应极力避免。为了探究某消声器在声腔与结构相互作用下的结构性能,根据实物用有限元法建立了结构和声腔的三维模型,使用Virtual.Lab软件建立了声固耦合模型并进行计算分析,对结构模态的频率和变形位置以及耦合模态中频率和振型的变化进行了详细分析。结果表明:耦合作用会影响原结构各阶模态的频率值及振型;其中一个系统在模态频率处振动会引起另一个系统产生振动,二者的相互作用就会影响原系统的模态频率和振型特征;第1阶耦合模态频率113.337 Hz大于发动机激励频率106.67 Hz,不会发生共振。     

基于模态耦合与负阻尼理论的啸叫噪声的研究

车辆通过小半径曲线轨道时会产生高频的啸叫噪声,其产生原因被归结为摩擦蠕变曲线的负斜率引入了负阻尼效应,即负阻尼理论。然而,有研究发现当负斜率被消除时,啸叫噪声仍会产生。为解决该问题,基于模态耦合与负阻尼理论建立二自由度耦合动力学模型,并应用复特征值法分析关键参数对系统稳定性的影响。结果表明当关键参数在一定范围内时,系统较不稳定并易于激发啸叫噪声。由于啸叫噪声的产生和声压级受初始条件的影响,因此有必要对系统进行混沌动力学分析。混沌行为的分析结果可阐明系统从稳态到准周期再到混沌的演化过程。此外,还确定了系统振动行为较易受影响的参数范围。该模型进一步引入了扭转振动自由度用于分析扭转振动对系统振动的影响,分析结果阐明了扭转振动在组合参数区间上对系统振动的影响,这为有效预测及缓解啸叫噪声提供了理论依据和分析方法。     

基于模态叠加法的高压风机抗冲击性能研究

船用设备的抗冲击性能研究对于提高舰船生命力具有重要意义,文中基于模态叠加法对一高压风机进行抗冲击仿真,模态叠加法提高了仿真计算的经济性。整个仿真流程包括前处理、求解设置和后处理,得到高压风机受三向冲击时的最大应力,与铝材料的条件屈服强度进行对比,验证该高压风机具有抗三向冲击的性能。对船用设备的结构设计和仿真计算具有一定的指导作用。     

基于结构与声场耦合模态分析的车内噪声控制方法

在汽车车内结构噪声的控制中，传统的结构振动模态分析不能准确地反映车身结构与车内声场的耦合特性，将车身结构与车内声场综合起来考虑，采用结构与声场耦合模态分析方法研究了汽车车内结构噪声的控制问题。在介绍结构与声场耦合模态分析方法理论的基础上，讨论了该方法在车内结构噪声控制中的工程实现。该方法在某车车内噪声控制的应用中取得了明显的降噪效果，证明了该方法的可行性和有效性。     

模态叠加方法进行响应谱分析的叠加方法比较

计算机箱骨架谱响应时，采用不同的模态合并方法，计算结果会有相当大的差别。本文讨论了运用有限元方法计算机箱骨架在谱激励下的响应的若干方法。以电子设备的机箱骨架作为研究对象，将采用这些模态叠加方法计算得到的结果与时域计算方法得到的计算结果进行了比较，给出了对类似的结构进行计算时选取模态叠加方法的建议，为后继的设计计算提供了选取计算方法的依据。     

机械噪声故障特征提取的波叠加法

建立了机械故障特征提取的声学理论模型,使用了波叠加法重建源表面为任意形状的空间声压场分布,计算出未知声源的数目与位置。提出的算法计算速度快、重建精度高,能够消除临近机器或部件辐射噪声的干扰,从较小的信噪比的观测信号中分离待监测源信号功率谱,有效提取了机械噪声故障特征。     

Vibro-acoustic Radiation Characteristics Analysis of Railway Vehicle Wheel with Damping Ridges Based on Modal Strain Energy

The existing researches on the damping wheel mainly focus on investigating the influence of damping structure change on the vibro-acoustic control.The changes include the geometric size of the damping structure,the damping material parameters,and the placement,and so on.In order to further understand the mechanism in reducing the acoustic radiation of railway wheel with layer damping treatment,in this paper,the wheel is simply modified by a full-sized circular plate.The circle plate side has stuck circumference constrained damping ridges and radial constrained damping ridges on it.Based on a hybrid finite element method-boundary element method(FEM-BEM),the paper develops a vibro-acoustic radiation model for such a distributed constrained damping structure.The vibration and acoustic radiation of the circular plate is analyzed.In the analysis,the dynamic response of the system is obtained by using the 3D finite model superposition method.The obtained vibration response is used as the initial boundary condition in solving Helmholtz boundary integral equation for the sound radiation analysis.In the procedure,firstly,the modal analysis of the circular plate is performed to get the distribution of the system modal strain energy.Secondly,the vibro-acoustic radiation characteristics of the plate with different kinds of circumference damping ridges and radial damping ridges are compared in order to try to find the best effective damping ridge structure.Thirdly,using the distribution of the plate modal strain energy investigates the effect of the ridge distribution locations on the circular plate on its vibro-acoustic radiation.The calculation and analysis research results show that,the sticking circumference and radial damping ridges on the plate can control the vibro-acoustic radiation of the plate effectively in different frequency range.The distribution of the constrained damping ridge has an effect on reduction in vibro-acoustic radiation of the circular plate.The present research is very useful in the design of railway wheel with low noise level.     

半自由场波叠加噪声源识别方法研究

提出了一种适合半自由场条件下进行噪声源识别的方法，通过仿真和实验验证了半自由场波叠加噪声源识别方法的正确性。根据波叠加方法的原理，声源产生的空间声场可以用其内部的一系列虚源点来等效代替，而虚源源强可以通过匹配场点的声压来获得，进而由这些虚源重建任意场点的各种声学量。通过阵列获取声压场，结果表示成声压等值线图、三维视图或声强矢量图，便于直观地判别出声源的位置、大小和传播路径。半自由场渡叠加噪声源识剐方法可以在半自由场条件下对任意形状物体进行噪声源识别。     

基于声-固耦合模型的车内噪声响度参数的预测与分析研究

针对传统A计权声压级评价指标对噪声低频成分衰减较大,常常出现车内声压级达标,声品质不合格的问题。引入心理声学参数的响度参量,利用虚拟仿真技术分析评价车内声学特性。建立驾驶室声-固耦合有限元模型,结合试验激励数据,进行基于模态的声学响应计算。在Matlab平台上,建立车内声品质客观心理声学参数响度的计算模型,对比预测驾驶室内场点的声压级和响度分布,结合声压级和响度结构板块贡献量分析,研究声压级和响度参量评价驾驶室结构特性的差别并识别驾驶室主要噪声源。以此为基础指导优化驾驶室结构阻尼铺设位置,综合提高车内声学品质。     

汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究

针对某型号3MW余热汽轮发电机组的定子共振问题,基于NX平台完成了定子机座的固有频率和相应各阶模态振型的数值计算研究,并通过锤击激振法对样机定子机座进行模态测试;数值计算结果与试验数据的对比分析表明：试验结果与理论分析值吻合程度良好,验证了该样机模型的有效性和有限元模态分析结果的可靠性。     

用摄动方法进行受损悬臂梁的模态分析

将结构的裂纹损伤用δ函数进行表达，建立了损伤条件下悬臂梁的自由振动方程。利用一阶摄动方法给出了摄动项的一般表达式，并结合δ函数的性质，获得了受损悬臂梁的特征值和模态振型的解析表达式。以一个受损悬臂梁为数值算例，计算了不同损伤条件下其模态参数的变化。分析了损伤条件对模态参数的影响，为利用动力学特性对悬臂梁的损伤监控和检测提供了理论依据。     

直升机舱内噪声预估与分析

结合直升机自身结构特点,采用统计能量分析方法,建立了机械噪声和气动噪声中高频预测分析模型。通过对试验测量结果的分析,获得了直升机主要噪声源的声场能量频率分布特性以及壁板机身结构的振动水平,并以此作为模型的输入,预估了直升机驾驶舱内噪声响应特性。同时,根据计算结果分析了影响直升机舱内噪声的主要能量传递途径,并提出了相应的减振降噪措施。     

磁流变减振车刀模态仿真与实验研究

针对车削加工过程中出现的刀具与工件之间的颤振,设计并研制了一种基于磁流变液挤压工作模式的减振车刀。为研究不同励磁电流下减振车刀的动态特性变化,通过类固体定义的方式在软件中定义磁流变液的参数,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对减振车刀进行了模态仿真分析;通过设计的瞬态激振实验方案对减振车刀进行了模态测试实验。仿真与实验得出减振车刀的前4阶模态值。结果表明,随着励磁电流的增大,各阶模态值均增大,对应的刚度值也增大。