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发动机声学信号研究

作　者: 李跃武
导　师: 岳珠峰
学　校: 西北工业大学
专　业: 固体力学
关键词: 发动机表面辐射噪声气缸体有限元边界元声强声功率级
分类号: U464
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 176次
引　用: 3次
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内容摘要

控制发动机表面辐射噪声是降低汽车噪声最根本有效的方法之一。对发动机表面辐射噪声控制的研究已受到越来越多的汽车生产企业的重视。本文以JL475Q发动机为例,对其表面辐射噪声进行了深入研究,并提出了控制其表面辐射噪声的有效措施。发动机的气缸体是发动机表面噪声辐射的最主要的部件,由气缸体表面辐射的噪声约占整机的45%左右,因此,本文主要以气缸体为研究对象,以两种不同的分析方法研究了这个部件的表面辐射噪声,并提出了控制它辐射噪声的具体措施。针对气缸体,本文应用有限元与边界元相结合的方法直接对其进行了辐射声场的研究。首先本文对气缸体进行了悬置约束下的模态分析,得到了气缸体的模态振型,然后应用模态叠加法分析了气缸体的结构振动,进而应用边界元法由结构振动分析结果计算了气缸体辐射噪声场的声强,并借助于声强识别法,对气缸体表面辐射噪声进行了声源识别,找出了气缸体的表面辐射噪声源主要位于其水泵支座处,气缸体与离合器相连一端靠近气缸盖处及两侧面处,且两侧面的辐射主要来源于与正时齿轮盖相连的一端、气缸侧壁及缸体裙部处。此外本文还应用MATV(模态声传递向量)法计算了气缸体辐射噪声的声功率级,通过声功率级的计算发现:气缸体的辐射噪声偏高,达到了108.84dBA,并且在850Hz时,由于气缸体的激励频率与其第八阶固有频率相等,气缸体发生了共振,因而在该频率时,气缸体的辐射噪声最大,所占气缸体表面辐射噪声总能量比重也最高,该频率应该是本文噪声控制关心的重点。最后本文由识别得出的声源部位,对气缸体提出了降低噪声的控制措施,并对改进前后气缸体的表面辐射噪声进行了比较分析,分析结果表明:改进后气缸体的表面辐射噪声从108.84dBA降到了100.35dBA。可见该降噪措施对降低该型发动机表面辐射噪声是有一定效果的。通过对发动机表面辐射噪声进行研究,本文提出的控制措施对于降低发动机表面辐射噪声有一定的效果,并且方法经济可行。文章中使用的研究方法对应用计算机分析技术来研究振动体辐射声场具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-12
  1.1 发动机辐射噪声研究的提出及其意义  8-9
  1.2 发动机辐射噪声的国内外研究现状  9-10
  1.3 本文研究的目的和研究内容  10-12
    1.3.1 气缸体辐射噪声控制研究  11-12
第二章噪声辐射计算的理论基础  12-24
  2.1 有限元分析的基本理论  12-16
  2.2 ANSYS软件介绍  16-18
    2.2.1 ANSYS简介  16-17
    2.2.2 ANSYS的功能特点  17-18
  2.3 边界元法的基本理论  18-20
  2.4 SYSNOISE声振分析软件简介  20-24
    2.4.1 SYSNOISE的主要功能  21-23
    2.4.2 SYSNOISE运用的计算方法  23-24
第三章气缸体结构振动分析研究  24-46
  3.1 引言  24
  3.2 气缸体结构模态分析  24-29
    3.2.1 气缸体结构有限元模型的建立  24-25
    3.2.2 气缸体悬置约束处理  25-26
    3.2.3 气缸体悬置约束模态分析结果  26-29
  3.3 气缸体结构动力学分析  29-44
    3.3.1 气缸体所受载荷计算  29-36
    3.3.2 载荷边界条件处理  36-38
    3.3.3 气缸体振动响应计算结果分析  38-44
  3.4 本章小结  44-46
第四章气缸体表面噪声辐射研究  46-64
  4.1 引言  46
  4.2 气缸体噪声源识别研究  46-55
    4.2.1 气缸体声学边界元模型的建立  46-47
    4.2.2 声强计算场点网格的建立  47-48
    4.2.3 声强计算结果分析  48-55
  4.3 气缸体表面噪声辐射水平评价  55-61
    4.3.1 MATV计算原理  55-59
    4.3.2 声功率计算场点网格的建立  59-60
    4.3.3 声功率计算结果分析  60-61
  4.4 本章小结  61-64
第五章气缸体辐射噪声控制研究  64-72
  5.1 引言  64
  5.2 气缸体辐射噪声控制方案  64-65
  5.3 气缸体辐射噪声控制评价  65-71
    5.3.1 改进前后气缸体模态分析结果对比  65-66
    5.3.2 改进前后气缸体结构振动分析结果对比  66-69
    5.3.3 改进前后气缸体辐射声功率对比  69-71
  5.4 本章小结  71-72
第六章结论  72-74
参考文献  74-77
发表论文和参加科研情况说明  77-78
致谢  78-79

发动机声学信号研究

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