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基于统计能量法的动力总成高频振声分析技术研究

作　者: 赵志芳
导　师: 苏铁熊；冯慧华
学　校: 中北大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 统计能量分析 振动噪声特性 动力总成 试验测量 功率入射法
分类号: TB532
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


动力总成的振声问题是业界长期以来关注的一个焦点,目前的研究大多集中在低频范围内。高频噪声虽然能量级较低,但对声品质影响较大;而且结构的轻型化有可能使模态密度变高,导致高频的振声问题较过去明显。以往研究低频范围振声问题常用的方法主要包括有限元法、边界元法、试验模态分析等,它们在研究高频振声问题时存在一定的局限性。为此,围绕这一问题本文探讨了利用统计能量分析理论解决高频振声的方法与途径,重点研究了统计能量分析参数的试验测量与验证、动力总成振动特性的统计能量分析及统计能量分析参数对振动噪声响应影响规律研究等内容。研究表明,统计能量分析方法可以有效地对复杂结构的高频振动特性进行分析。本文研究了统计能量分析方法中内损耗因子(子系统本身耗散能量与储存能量的比值)、耦合损耗因子(子系统传递到其他子系统的能量与储存能量的比值)等参数的试验获取方法。应用修正的功率入射法测量了板-板结构的内损耗因子和耦合损耗因子,并测量了该结构在随机激励下的振动响应。同时,利用测量得到的两个因子在VAONE软件中建立了该结构的统计能量分析模型,并计算了其在相同条件下的振动响应。仿真与实测的振动响应吻合较好,证明了获取统计能量分析参数试验方法的正确性和应用统计能量分析方法进行振动响应分析的有效性。应用统计能量分析方法对动力总成的高频振动特性进行分析。结合上述分析结果,本文在考虑等效质量代替实际质量的前提下,应用统计能量分析方法对动力总成进行了高频振动特性分析和试验验证。研究表明了应用统计能量分析方法进行动力总成高频振动特性分析的正确性和有效性。在上述研究的基础上,本文通过变参数的方法系统研究了内损耗因子、耦合损耗因子、等效质量、能量比等参数对系统振动噪声响应的影响规律,为下一步的研究打下基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-22
  1.1 研究背景  10-12
  1.2 统计能量分析方法的发展与研究现状  12-20
    1.2.1 经典统计能量分析方法  12-13
    1.2.2 修正的统计能量分析方法  13-15
    1.2.3 试验统计能量分析  15-16
    1.2.4 统计能量分析方法的发展现状  16-19
    1.2.5 统计能量分析方法在动力总成振声分析中的应用  19-20
  1.3 本文研究的主要内容  20-22
第2章 统计能量分析理论基础  22-35
  2.1 引言  22
  2.2 统计能量分析的基本原理  22-27
    2.2.1 经典统计能量分析原理  22-24
    2.2.2 修正统计能量分析原理  24-27
  2.3 应用统计能量分析方法的一般步骤  27-28
  2.4 统计能量分析参数  28-34
    2.4.1 模态密度  28-30
    2.4.2 内损耗因子  30-31
    2.4.3 耦合损耗因子  31-33
    2.4.4 输入功率  33
    2.4.5 等效质量  33-34
  2.5 本章小结  34-35
第3章 统计能量分析参数的试验测量与验证  35-57
  3.1 引言  35
  3.2 内损耗因子与耦合损耗因子的测试原理  35-40
    3.2.1 频带平均内损耗因子测量方法  35-36
    3.2.2 经典功率入射法  36-38
    3.2.3 修正的功率入射法  38-40
  3.3 试验设备与测试方法  40-45
    3.3.1 试验仪器与分析系统  40-41
    3.3.2 统计能量分析参数的试验测量方法  41-45
  3.4 统计能量分析参数的测量与验证  45-56
    3.4.1 统计能量分析参数的试验测量  45-49
    3.4.2 统计能量分析参数测量结果  49-52
    3.4.3 统计能量分析参数测量的验证  52-56
  3.5 本章小结  56-57
第4章 动力总成振动特性的统计能量分析  57-72
  4.1 引言  57
  4.2 动力总成统计能量分析模型的建立  57
  4.3 动力总成统计能量分析参数的确定  57-64
    4.3.1 频带内的模态数（模态密度）  57-58
    4.3.2 等效质量  58-61
    4.3.3 损耗因子  61-64
  4.4 动力总成振动特性分析  64-70
    4.4.1 随机振动激励下振动响应的试验测量与仿真预测  64-67
    4.4.2 轴承反力作用下的振动响应  67-70
  4.5 本章小结  70-72
第5章 统计能量分析参数对振动噪声响应影响规律研究  72-80
  5.1 引言  72
  5.2 统计能量分析参数对系统振动噪声响应的影响规律  72-79
    5.2.1 系统振动响应级别的影响因素  73-76
    5.2.2 系统辐射噪声的影响因素  76-77
    5.2.3 能量比在系统振动噪声控制中的应用研究  77-79
  5.3 本章小结  79-80
第6章 结论与展望  80-82
  6.1 主要工作总结  80
  6.2 研究展望  80-82
参考文献  82-87
攻读硕士期间发表的论文及参加的科研工作  87-88
致谢  88

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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 > 振动体的振动与辐射
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