高频声振环境动响应计算的统计能量法

对高频问题,为了捕捉到结构特征长度,有限元和边界元需要很小的网格尺度,这样数值计算的工作量相当大,甚至不可实现。笔者研究求解了航天飞行器仪器舱高频结构声振问题的统计能量方法,给出了用统计能量法计算的一般步骤;编程实现了动响应参数的计算,并对结果进行了分析。     

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。     

超声波流量计中反射装置的声-固耦合分析

对超声波流量计中的反射装置进行有限元模拟计算,利用声-固耦合的方法将流体域内的声压和固体域中的结构变形联系起来。在流体域内求解Helmholtz方程,得到的声压作用于固体表面使得超声波反射装置受到载荷,而结构变形在固体边界的法向上产生结构化加速度。选取一款超声波流量计的反射装置并将其置于无限大空间中,通过一个球体对计算区域进行分割得到有限元计算区域,将超声波换能器简化为垂直入射计算区域的平面波。通过对硬边界、铝材料和不锈钢的模拟结果进行对比,分析3种情况下超声波传播过程中3条路径上的声压级变化,得出固体域的结构变形对超声波传播过程中声压分布产生影响;不锈钢材料宜作为反射装置的材料。     

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...     

基于统计能量分析的车内中高频噪声分析与优化

为了降低驾驶员头部声腔噪声,基于统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)原理,将汽车划分为79个结构子系统和8个声腔子系统。采用导纳法对复杂结构子系统的模态密度进行仿真,利用稳态能量流方法计算得到复杂结构的内损耗因子,计算了子系统间的耦合损耗因子。试验测量了动力总成振动和路面随机输入对车身的激励,测试了发动机舱声激励,建立了轿车的CFD模型,对车外风激励进行了仿真。在上述研究工作的基础上建立SEA分析模型,分析预测了驾驶员头部的噪声,通过试验对比,验证了统计能量分析模型的准确性。据此提出降低头部声腔噪声的3种措施并对比,得出最有效的噪声控制措施。     

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。     

汽车驾驶室声固耦合系统的灵敏度分析

汽车车内声学灵敏度分析,是汽车NVH(Noise Vibration Harshness)特性研究的重要内容.文中利用有限元方法,建立汽车驾驶室三维声固耦合模型,在ANSYS中计算了驾驶室在20～200 Hz频率的声固耦合振动特性.利用ANSYS的灵敏度分析功能,计算了驾驶室内某点声压级对驾驶室各面板厚度的灵敏度,为有效降低车内某点噪声及进行结构修改,提供了方向性指导.     

伪刚体柔体耦合的新式免充气轮胎刚度分析

针对一种新式伪刚性免充气轮胎的结构特点,建立了一种分析其径向刚度特性的伪刚体柔体耦合模型.将伪刚体理论得到的轮胎板簧位移方程和弹性力学得到的輮轮形变方程进行耦合,解得轮胎的下沉量与变形情况.结果表明:伪刚性免充气轮胎的下沉量与载荷成正比,其径向刚度比一般普通充气/非充气轮胎大,低车速时平顺性好,高车速时平顺性稍有欠缺....     

轿车声学建模的统计能量法

针对高频域的声场，提出了基于能量理论的等效声源法对轿车的发动机室进行声场建模，采用统计能量法(SEA)理论对发动机室、发动机室底板及底板与地面空间系统进行声场建模和仿真。该方法简单、实用，利于工程应用。能很好地解释系统的声场物理特性。     

一种工厂能源消耗统计分析模型

简要介绍一套在制造行业生产过程中用于动力能源管控的统计分析模型,该套模型以单位产值的能耗量为基础计算能源管控的效益,并通过对比,总结出更适合于产品结构多样化企业的能耗计算方法。     

考虑结构参数不确定性的随机模型修正方法

提出了一种随机模型修正方法以确定结构不确定性参数的概率统计特性,使得模型修正的应用更符合工程实际。将随机模型修正过程分解为一组确定性修正过程,利用蒙特卡罗仿真得到的响应样本并结合响应面模型的快速运算特性,构造优化反演过程来求得各个样本所对应的一组参数值,进而基于大量样本统计得到参数的均值和方差。所提出方法经过一组试验钢板的验证,准确求得了钢板厚度和材料参数的均值和方差,说明了方法的可行性和可靠性。     

基于随机共振的机械传动系统机电耦合振动检测方法

为提高机械传动系统机电耦合振动检测的准确性,设计基于随机共振的机械传动系统机电耦合振动检测方法。采用随机共振理论去除信号噪声,推导整个传动系统的运动学传动比;对耦合传动效率建模,求解主共振现象;计算外界激励频率,确定主共振解的幅频参数,并忽略各物理量的高次谐波,计算机械转速并确定混沌阈值;分析系统干扰情况,以此完成机械传动系统机电耦合振动检测。实验结果表明,所提出的振动检测方法具有较高的准确性。     

注塑成形中流动与冷却的耦合分析

分析了传统模拟方法中温度边界条件的缺陷，提出了用耦合方法确定模具、熔体传热问题的边界条件。用有限元求解模具温度场、有限差分求解塑料熔体温度场，在界面上用超松弛方法更新边界温度，重新计算模具、塑件熔体的传热问题，直到收敛。保存脱模后模具温度状态并作为下一周期模拟的初始条件、边值条件。注塑成形中流动与冷却的耦合分析方法可以模拟瞬态、多周期及更复杂的传热问题。     

固定式端面弧齿连轴节的设计

对固定式端面弧齿连轴节的几何参数设计方法和强度校核方法进行了研究。根据固定式端面弧齿连轴节的调整计算卡,给出了端面弧齿连轴节的外径、齿面宽、端面模数、齿数、压力角、全齿高、齿顶间隙等基本几何参数的确定方法;基于弧齿连轴节的基本几何参数及其承载特征,给出了轮齿承载强度的校核方法,并建立了轮齿剪切应力、表面应力以及考虑螺栓固紧力的当量表面应力的计算公式;最后根据某实际产品的设计要求给出了设计实例,并在国产数控螺旋锥齿轮磨齿机上进行了实际的磨齿加工,对几何参数的设计方法进行了验证。     

随机平面桁架动力特性蒙特卡罗法的节俭研究

考虑平面桁架所有结构参数的随机性，通过随机因子法和对随机参数间相关性的研究，对结构的质量矩阵和刚度矩阵的随机性提出了两种近似处理方法。第1种方法能获得结构动力特性均方根上限，第2种方法能获得结构动力特性随机性的近似解，这两种方法都能显著节俭Monte—Carlo数值模拟法求解的计算量。算例表明，该方法不但节省了数值模拟的时间，且具有较好的精度。     

两端简支输液管道流固耦合振动分析

根据Hamilton原理推导出流固耦合自由振动变分方程，采用直接解法求解自由振动的固有频率、临界流速和临界压力的解析解表达式。讨论了流速、压力和简支长度的变化对管道固有频率的影响，分析了简支长度和压力的变化对临界流速的影响。