基于压缩机-支架系统的异常噪声研究

针对某乘用车发动机转速在1 573 r/min,压缩机开启时车内噪声异常的问题,对样车进行试验分析与诊断,对压缩机-支架系统进行仿真分析,提出改进方案并验证改进效果。利用LMS声振信号采集系统采集振动噪声数据,采用频谱分析、阶次追踪等方法,并结合压缩机-支架系统模态仿真结果,确定车内异常噪声是压缩机轴频21阶与压缩机-支架系统3阶模态频率接近发生共振造成的。通过优化支架结构来提高压缩机-支架系统3阶模态频率以此来避免共振,并换装橡胶驱动盘缓和压缩机输入扭矩波动。将改进结构进行整车试验,结果表明：匀速工况空调开启时问题转速下,车内噪声降低了2.5 dB(A);匀加速工况空调开启时发动机转速1 500~1 650 r/min区间,车内噪声无峰值,其余转速空调开启时改进前/后车内噪声基本不变,噪声波动趋势平缓。     

某车型空调压缩机支架NVH性能分析与优化

针对某车型空调压缩机在怠速工况下引起的车内噪声问题,应用比利时LMS公司的Test.Lab动态测试系统对压缩机支架总成在整车下进行噪声、振动与不平顺性(NVH)测试,通过频谱分析与模态频响分析相关手段,找到引发车内噪声的相关故障频率;同时利用Hyperworks对空调压缩机支架进行模态仿真计算,对比实验及仿真的结果后发现支架的一阶固有频率过低,它与发动机工作频率下产生的共振致使车内声品质变差,为此提出改进支架结构来改善模态特性的方案。进一步测试验证发现:压缩机支架的共振得以抑制,车内NVH性能有了显著提高。     

车内轰鸣噪声的研究及优化

以某客车为研究对象,基于声振测试、频谱分析对怠速轰鸣现象进行研究,确定轰鸣噪声是由空调压缩机激励频率与车内声腔模态耦合引起。通过优化发动机悬置系统、加强空调压缩机支架刚度提升其固有频率避免70 Hz共振,由此削弱了车内声振耦合作用,改善了车内轰鸣噪声。实验结果表明:车内轰鸣噪声得到改善,A计权声压级降低了9.15 dB(A),由此为客车轰鸣噪声问题提供了可借鉴的解决方法。     

降低制动摩擦振动的制动器结构拓扑优化设计

本文建立起某车型盘式制动系统三维有限元模型,分析了该制动系统的摩擦振动噪声特性,并基于ABAQUS/Optimization模块对该制动系统进行结构拓扑优化设计,在满足轻量化的目标要求下改善摩擦振动噪声问题.结果表明:制动系统在摩擦力作用下可能出现四种振动模态,且产生频率为3632.4 Hz的振动噪声的倾向和强度最大.产生该频率摩擦振动噪声的原因是由于制动钳的第4阶模态频率与制动盘的第11阶模态频率非常接近,在摩擦力作用下容易产生共振.通过对制动钳进行结构拓扑优化设计,移除制动钳两侧区域的材料,使其在满足重量最小的目标前提下将第4阶模态频率降低到2804 Hz,从而避免与制动盘发生共振,且制动钳的重量减轻了17.1％.进一步采用复特征值分析对结构优化后的制动系统进行摩擦振动噪声特性预测,结果表明制动系统仅有两组相邻模态出现模态耦合现象,且原始制动系统出现的3632.4 Hz的振动噪声频率已经消失,制动系统摩擦振动噪声问题得到显著改善.     

一种小型二冲程汽油发动机的动态特性分析

针对传统小型二冲程汽油机的振动与噪声问题,采用Solid Works建立发动机三维实体模型,基于ANSYS Workbench对发动机整机进行模态分析,给出发动机前4阶固有频率及振型云图,并辅助以实验模态进行验证。结果表明,发动机最低阶模态频率447.1Hz高于额定运行工频125Hz,系统不会发生结构共振,为预知结构设计的薄弱环节与减振降噪设计提供参考依据。     

某SUV变速箱悬置支架优化设计分析

针对某SUV加速工况下车内噪声过大问题,分析了车内噪声过大的原因,测试诊断及有限元分析表明变速箱悬置支架在对应的频率下产生明显共振,悬置支架的设计对车内噪声水平有着重要影响。结合测试及仿真分析结果,对悬置支架进行拓扑优化,优化设计方案的仿真分析结果表明悬置支架的模态频率和动刚度得到提升。优化设计的样件装车后,整车道路试验结果表明车内共振带明显减弱,车内噪声降低。     

车用动力总成模态优化研究

针对某车用动力总成试验过程中发动机和变速器结合面渗油的情况,运用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,研究动力总成的固有模态。结果表明,动力总成一阶模态只有176.1Hz,低于发动机最高转速下的点火激励频率,存在发动机运转过程中在某个转速点产生共振的风险。经过有限元模态分析一阶模态阵型,显示薄弱位置在缸体、油底壳与变速器的结合面处;通过对缸体和油底壳增加加强筋进行优化,使动力总成的一阶模态提高到240.2Hz,比优化前提升了36.4%,二阶模态也提升了22.5%。优化后的动力总成试验模态分析结果表明:该方案提高了动力总成固有模态。     

工程机械驾驶室声腔模态分析

本文介绍了工程机械驾驶室声腔模态的计算流程。建立了某工程机械驾驶室的声腔计算模型,利用声学模拟软件计算了驾驶室的声腔模态频率及模态振型,分析了不同阶次的振型对司机耳旁噪声的影响,并进行了优化设计。模拟计算结果表明:该驾驶室一阶模态振型固有频率为111.2Hz与额定工况激励相近,易产生共鸣。缩减驾驶室高度后一阶模态频率增大,避开了整个由怠速到额定转速的发动机激励频率,有利于噪声的控制。为工程机械驾驶室优化设计提供了一定设计基础。     

某车型排气系统隔热罩开焊问题分析及解决

某搭载四缸汽油增压发动机的车型,在整车耐久试验中排气系统主消声器隔热罩发生两次开焊问题,通过有限元分析确定第一次开焊原因为隔热罩模态低,发动机工作频段内发生共振,增加固定点后,隔热罩模态提高至248.7Hz;第二次开焊原因为隔热罩模态与主消声器壳体模态接近引起的耦合共振失效,通过提高隔热罩模态,使隔热罩与主消壳体不在一个频段内振动。本文通过确定失效原因及整改措施,为今后其他项目的隔热罩设计提供指导。     

前副车架振动特性分析及其优化设计

为了解决某SUV在高速时产生的振动与噪声问题,基于前副车架有限元分析模型和自由模态计算对其进行振动特性分析,获取其低阶模态频率及其阵型,分析结果表明其第1阶扭转频率处于发动机激励频率范围之内,将引起前副车架产生共振,从而产生剧烈振动和噪声。基于霍克-吉维斯直接搜索法对前副车架的料厚进行优化设计,得到了各个零部件最优的厚度值,分析结果表明优化之后其前4阶模态频率均有所提高,并且均处于发动机的激励频率范围之外,能够避免发生共振,满足模态设计要求。对前副车架的优化方案进行模态试验,试验结果表明其模态频率及其阵型的测试值与仿真值基本一致。整车道路试验结果表明优化之后前副车架的振动明显减少,最终成功解决了该故障问题。     

基于OptiStruct软件的某发动机空滤器支架拓扑优化分析

基于某发动机空滤器支架一阶模态不合格问题,利用OptiStruct软件对空滤器支架进行了拓扑优化,并对前后一阶模态频率进行对比分析.结果表明:在支架质量无明显变化的情况下,优化后结构的一阶模态频率增加67％,优化效果明显,提高了支架性能和结构效率,为发动机支架类模态优化问题提供了可借鉴的方法.     

降低SUV柴油机油轨进油管低频噪声研究

在新开发乘用车四缸柴油机过程中,柴油机运行时油轨进油管产生峰值高的低频噪声传到了驾驶室内,降低了驾乘人员的主观舒适度。用声源定位测试分析520Hz附近噪声源为油轨进油管。通过模态计算和试验,油轨进油管固定夹至油轨间管路存在频率520Hz附近一阶模态。由于管路较长,固定位置为塑料进气歧管,导致油管一阶520Hz附近模态被高压燃油脉动激励,振动产生较大噪声。在油管520Hz附近模态振动位移最大处,安装减振橡胶阻尼块以抑制油管振动。通过对方案优化,使整车状态的怠速工况顶部噪声450-550Hz噪声降低5.9dB(A),加速工况520Hz附近共振带消失,主观评价该噪声消除。     

轿车车身怠速共振分析

针对某轿车在怠速工况下车身容易产生共振,采用有限元技术和模态试验相结合的方法对该轿车白车身进行模态分析,找出车身振动的根本原因。首先建立白车身有限元模型,重点研究点焊单元的模拟方法,通过模态分析得到该白车身模态参数;然后搭建白车身模型的模态测试系统,采用随机子空间法识别得到白车身模型的模态动态响应参数。通过对比计算模态和试验模态,误差在5.3%内。结果表明,发动机激励频率(23~25 Hz)与车身1阶试验模态频率(25.53 Hz)相近是导致怠速工况下车身振动的主要原因,应增强车身发动机盖和顶板强度,这为车身的动态和结构设计提供了参考依据。     

汽车副车架强度模态分析及结构优化

以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能会产生共振现象。针对该问题,采用变密度拓扑优化方法,建立以平均频率法定义的目标函数,以体积分数和应力为约束的拓扑优化。优化结果表明,副车架的模态计算值与试验值误差非常小,其一阶模态频率提高17.3Hz,并且给出副车架材料最优分配图,优化后一阶模态频率可避开发动机激励频率频带,验证副车架结构有效性。     

汽油发动机进气歧管NVH性能分析及优化

运用CAE手段对某汽油机进气歧管的NVH特性进行仿真分析,得到其模态、频响及辐射噪声3个方面的结果,并通过分析找到其薄弱位置,进行优化。在发动机本体结构不能改变的情况下,只通过优化进气歧管及其支架,使得进气歧管第一阶模态从128 Hz提高到185 Hz。其中,壁厚及支架结构对模态影响较大,蜂窝状筋结构对歧管动刚度和噪声辐射有明显改善。     

SA-PSO算法在动力吸振器参数优化中的应用

针对某7座中型SUV在2档节气门全开工况下存在的噪声问题,采用噪声振动测试和有限元分析相结合的方法进行分析,发现在214Hz频率附近存在明显的共振带,且在四阶次激励下尤为明显。该共振带频率与副车架二阶模态固有频率接近,需消除此共振带,降低车内噪声;采用副车架上加装吸振器的方案,使副车架二阶模态避开该共振频率。引入模拟退火算法与粒子群优化算法相结合对动力吸振器进行参数优化。采用优化参数设计了一款动力吸振器并进行仿真验证及实车安装,经验证所设计的动力吸振器消除了214Hz共振带,明显地降低车内噪声。     

工业机器人RV减速机摆线轮模态分析

针对RV减速机在使用过程中出现的共振问题,利用有限元分析软件ANSYS对RV减速机内部的核心部件摆线轮进行了自由模态和约束模态分析,通过分析对比两种模态下前20阶固有模态和固有振型,得出了摆线轮结构的薄弱环节位于摆线轮齿廓处,找到了容易引起共振的6阶固有频率分别为673.19 Hz、755.95 Hz、932.35 Hz、1489.7 Hz、1719.1 Hz、1733.2 Hz,对摆线轮进行设计时应该避开以上频率,为进一步研究RV减速机的振动和噪声特性提供了理论依据。     

船式拖拉机船壳的试验模态研究

针对船式拖拉机样机在试验过程中出现中间轴已疲劳破坏和轴承损坏的现象,拟采用多点激励模态分析方法对其船壳动力学特征参数进行测试。试验研究中采用输出噪声估计模型获得频响函数,利用频域多参考点模态参数辨识方法进行模态参数识别,获得100 Hz以内系统的前7阶固有频率及前三阶模态振型。试验结果表明,船式拖拉机船壳存在较低的一阶固有频率,并且在发动机启动过程中由于变速箱的转动频率和发动机的振动频率分别与船式拖拉机船壳的一、二阶固有模态频率吻合,系统容易引起共振。研究结果为解决中间轴疲劳破坏问题指明了方向,为船壳设计和结构优化提供了理论依据。     

一种小型二冲程汽油机曲轴箱有限元动态特性分析

采用大型三维软件Solid Works建立发动机曲轴箱,基于ANSYS Workbench对曲轴箱进行模态分析和谐响应分析。自由模态分析中,得出了发动机曲轴箱前6阶固有频率及振型云图,曲轴箱的最低阶模态频率1709.8 Hz与发动机转子频率125 Hz不相等,故不会发生共振;对曲轴箱谐响应分析中,确定对被测面出现最大应力和最大位移时的频率为1 950 Hz,找出曲轴箱正常工作状态下结构振动剧烈的区域,为曲轴箱的测试分析和结构优化提供了理论依据,为研究曲轴箱的减震降噪技术提供了新思路和新方法。     

永磁涡流传动调速设备支承座动力学分析及结构改进

永磁涡流传动设备中支承座的共振现象将会影响到设备整机的运行性能,以某型号永磁涡流传动设备中支承座为研究对象,对支承座进行了三维建模,通过三维建模软件与ANSYS Workbench系统间的模型互动,对支承座进行模态及谐响应仿真分析,获得了支承座的前4阶固有模态频率、振型和扫频带宽为0~900 Hz的结构动态特性。仿真表明:激励频率在586 Hz时,轴承座前端面X轴向共振位移达到了峰值;为提高支承座第1阶模态频率和改善其安全可靠性,对原支承座约束与结构参数进行了优化改进,仿真表明:总质量在小于10%增幅的情况下,提高了支承座前4阶固有模态频率值,且其第1阶模态频率提高了56.6%,扫频900 Hz时X轴向共振最大位移仅为0.07 mm,有效地改善了支承座的动力学性能,其研究结果为永磁涡流传动设备支承座的优化设计提供了参考借鉴。