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消声器性能三维有限元计算方法的探讨

作 者: 王耀前
导 师: 陆森林
学 校: 江苏大学
专 业: 车辆工程
关键词: 排气噪声 ANSYS有限元 四端网络
分类号: TB535
类 型: 硕士论文
年 份: 2003年
下 载: 488次
引 用: 13次
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内容摘要


汽车工业发展迅速,使得汽车噪声污染日益严重。减小排气噪声是降低汽车噪声的关键,目前在排气系统中安装排气消声器是减少排气噪声的主要方法。因此准确计算和预估排气消声器的性能具有很重要的意义,本文在此方面做了一些研究。 本文讨论了运用ANSYS分析软件对抗性消声器性能进行三维有限元计算的方法,建立了消声器内部声学有限元方程的数学模型,推导了消声器插入损失和传递损失的计算公式。在此基础上使用精度较高的声学单元FLUID30和FLUID130作为建模单元,在静态条件下建立了两种类型消声器的有限元模型。利用声传递矩阵的理论对两种类型消声器进行了直接模拟和间接模拟,计算出了消声器的四端网络参数、插入损失和传递损失。计算结果和试验结果进行比较,取得了比较一致的良好效果。从而表明ANSYS有限元分析软件计算消声器声学性能可行方便。 本文的研究内容,概括了消声器理论、有限元理论与计算、ANSYS软件应用、双传声随机激励技术等。并且对许多关键性问题,如有限元单元网格的划分、有限元模型的建立、软件后处理的数据分析技巧与注意事项等都进行了探讨。因此本文对以后消声器的性能预测、计算提供了重要的理论参考和工程实例。

全文目录


第1章 绪论  9-15
  1.1 概述  9-10
  1.2 汽车排气消声器的设计计算方法  10-14
  1.3 本文的主要工作  14-15
第2章 排气消声器有限元法的数学模型  15-27
  2.1 排气噪声的产生和控制  15-17
    2.1.1 排气噪声的产生  15-17
    2.1.2 排气噪声的控制  17
  2.2 抗性消声器四端子参数及消声器的性能评价  17-22
    2.2.1 消声器的四端子参数  17-19
    2.2.2 消声器的性能评价  19-22
      2.2.2.1 排气消声器的插入损失  20-21
      2.2.2.2 排气消声器的传递损失  21-22
      2.2.2.3 排气管口辐射阻抗率的确定  22
  2.3 有限元法数学模型的建立  22-26
    2.3.1 数学模型的建立  23-24
    2.3.2 消声器变分问题的推导  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 消声器的ANSYS有限元计算结果及分析  27-52
  3.1 有限元计算模型的建立  27-32
    3.1.1 单元和插值函数的选取  27-28
    3.1.2 有限元模型的建立  28-32
  3.2 简单扩张式消声器的计算  32-44
    3.2.1 简单扩张式消声器消声量的计算及分析  32-36
    3.2.2 简单扩张式消声器插入损失的直接模拟  36-42
    3.2.3 简单扩张式消声器内部声场分析  42-44
  3.3 复杂结构消声器的计算  44-50
    3.3.1 复杂结构消声器消声量的计算和分析  44-47
    3.3.2 复杂结构消声器插入损失的直接模拟  47-50
  3.4 本章小结  50-52
第4章 实验验证  52-60
  4.1 实验原理  52-56
  4.2 实验装置与标定问题  56-58
  4.3 计算结果与实验的比较  58-59
  4.4 本章小结  59-60
结论  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
附录  66-71
作者在研究生阶段发表的论文  71

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 声学工程 > 振动、噪声及其控制 > 振动和噪声的控制及其利用
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