4DW93柴油机表面辐射噪声仿真研究

为对4DW93柴油机的整体噪声做一个具体的评价,并为下一步的降噪提供一定的依据,建立了该柴油机的仿真模型,利用有限元法结合边界元法对其进行振动噪声仿真分析,通过9点测量法模拟计算了整机总噪声声压级,计算得出了该柴油机的表面振动速度分布、辐射噪声频谱、声压分布以及总噪声声压级。计算结果表明:该柴油机的辐射噪声主要来源于油底壳、齿轮室盖、飞轮壳,应优先着重考虑这三个部位的降噪措施;改进内燃机的悬置机构,优化油底壳、飞轮壳和齿轮室盖以及加强机体裙部的刚度,可以作为降噪的主要手段。该柴油机总噪声声压级为108.99dB,基于有限元计算结果,对油底壳进行了结构优化,优化后整机总噪声声压级降低到了107.49dB。     

基于LMS实验的发动机油底壳优化研究

油底壳是发动机辐射噪声的主要来源之一.通过分析研究油底壳与发动机产生共振的频率区域,进而对油底壳结构进行拓扑优化,改进模型结构.通过优化结果表明,增加密度较大位置的厚度同减小密度较小位置的厚度方法一样,达到提高模型的刚度目的,即提高了模型的固有频率,从而很好地避免与发动机形成共振,降低了发动机的噪声.基于LMS实验的方法提高了发动机油底壳结构优化的准确性.     

某柴油机正时盖罩的低噪声设计研究

文章对某柴油发动机的正时盖罩进行了结构分析及优化设计,运用有限元及边界元的技术,在声学测试后进行数据分析,再进行结构优化,提高其结构刚度和固有频率,使其在相同激励下减缓低构件的表面振动速度,从而降低其对噪声的传播能力,达到降噪的效果。     

单缸柴油机的噪声源诊断及其特性分析

以单缸柴油机为研究对象,通过铅覆盖法、表面振动速度法、声强法等多种方法进行实验研究和数据分析处理,识别了该柴油机的主要噪声源(包括进排气噪声、齿轮室罩、机体、油底壳等)及其对整机声功率的贡献量.最后针对单缸柴油机的整机噪声特性,提出了几种可行的整机降噪措施,包括设计新消声器以降低排气噪声,改进齿轮室罩结构等.     

基于变密度法的约束阻尼结构拓扑优化研究

约束阻尼结构拓扑优化是轻量化设计要求下实现噪声与振动控制的关键技术。采用有限元方法建立约束阻尼结构的动力学有限元模型。基于实体各向同性材料惩罚(SIMP)插值方法,以模态损耗因子最大化为目标,约束阻尼材料用量为约束,构建约束阻尼结构的拓扑优化模型。利用伴随向量法推导了目标函数对设计变量的灵敏度,通过优化准则法对优化模型进行求解。数值结果表明:优化后约束阻尼板结构的模态损耗因子提高比基本在50%以上,且振动振幅值有明显抑制。     

基于变速箱体振动特性的阻尼层拓扑优化设计

铺设阻尼层是目前降低车辆振动和辐射噪声的有效方法,本文基于阻尼层的铺设进而研究其对变速箱振动和噪声的影响。首先,通过对液力机械无极变速箱箱体有限元模型进行模态频率响应分析,获取变速箱前5阶振动峰值频率。然后以最小结构模态应变能为优化目标,采用拓扑优化方法获取到一个满足最小峰值响应的最佳阻尼分布情况。通过优化前后的结构性能对比,优化后箱体上阻尼层铺设面积为可用面积的30%,箱体的前5阶固有频率提高2%～10%,其中2阶固有频率从575.33 Hz提升至596.25 Hz,合理地错开共振频率且节省阻尼材料。本优化设计思路对于合理使用阻尼材料降低机械结构的振动频率具有一定的参考作用。     

气动振动精密排种器试验研究及虚拟样机设计

通过对气动振动式精密排种器的分析,建立了试验模型,并进行试验;在简化振动模型的基础上,在Mat-lab中利用试验数据进行振动仿真,初选了系统振动刚度系数及阻尼系数等参数。将由Pro/E建立的排种器三维模型导入ADAMS中,建立了虚拟样机;针对虚拟样机仿真结果与试验数据的差异,在六自由度上对系统的刚度及阻尼进行了参数化设计,得到了不同方向上刚度、阻尼系数对系统振动位移的影响,并优选了虚拟样机的刚度和阻尼,使虚拟样机更加完善,为进一步利用虚拟样机进行工作参数的优选打下了重要基础。     

ER流体的动力学特性研究

基于粘性阻尼和回滞阻尼组成的阻尼模型，对电流变（ER）流体的动力学特性进行了研究。应用迭代摄动法讨论了含有ER流体振动系统的非线性频谱，给出了带有ER流体阻尼器梁结构的计算结果。并应用Newmark数值积分方法分析了带有ER流体阻尼器梁结构的多自由度振动系统在不同电场强度和激励频率作用下的位移响应情况。结果表明，系统的刚度和响应的变化可以通过外加电场强度来控制，随着电场强度的增加，响应幅值减小且结构刚度变大。     

双吸泵作液力透平内部流动诱导噪声数值分析

为进一步研究双吸离心泵在液力透平工况下振动与噪声的变化规律,采用一种间接混合计算方法即计算流体力学CFD与LMS Virtual-Lab声学仿真软件相结合的方式对双吸泵内部声场进行求解.利用k-ε湍流模型对双吸泵进行三维非定常流场计算,并在分析出偶极子声源为流动噪声的主要噪声源后,提取蜗壳表面以及叶片的压力脉动作为偶极子声源.基于LMS Vir-tual-Lab声学仿真模块,利用直接边界元法(DBEM)对内声场的数值仿真计算分析,得出了声学边界元模型表面声压级分布,以及内部主要检测点的声压级频率响应函数.结果表明:叶片通过频率及其谐频是产生流动噪声的主频,在叶频处泵蜗壳进口和叶片的声压值最大;各谐频处流动噪声也出现了峰值,但随着频率的增大,流动噪声的声压值明显衰减.研究结果为泵作液力透平工况下减振降噪提供有益参考.     

汽车动力总成液压悬置元件特性研究

液压悬置具有低频大阻尼、高刚度等特点，可以有效隔离和衰减发动机的怠速振动，降低车内噪声，提高乘坐舒适性。为此，应用流体一结构耦合理论的方法建立了某车动力总成悬置系统的动力学分析模型，并运用Adams软件对其动特性进行了仿真。仿真结果与已知实验数据基本吻合，从而证明了该模型建立的正确性。     

射流式离心泵内场流体动力噪声特性分析

对JET750G1型射流式离心泵内场噪声进行数值计算及试验,分析该泵过流部件诱发的流动噪声和流激噪声特性。采用大涡模拟法进行不同工况的非定常数值计算,输出各过流部件表面的压力脉动作为偶极子声源。运用声学有限元方法预测流动噪声;运用声学有限元耦合结构有限元方法预测流激噪声。搭建射流式离心泵内场噪声测试系统,用水听器对泵出口的流体动力噪声进行测试,获得噪声的时域和频域信息。分析结果表明:噪声在轴频和叶频处计算和试验测试误差在4%以内;叶轮和导叶的动静干涉以及流体和结构的共振均是诱发射流式离心泵内场噪声的重要因素,过流部件自身的结构特性对内场噪声有一定影响;流动噪声整体大于流激噪声,表明内场噪声主要由流体的压力脉动特性决定;叶轮旋转偶极子声源诱发的内场噪声在轴频(47.5 Hz)处达到180 d B左右,在射流式离心泵的内场噪声中起主导作用。研究结果为射流式离心泵的低噪设计提供了参考。     

柴油机机体的模态分析与减振设计

采用 ANSYS有限元分析软件 ,对一直列 6缸柴油机机体进行了模态分析 ,并与实验模态分析结果相比较 ,验证了计算模型的正确性。在该模型的基础上 ,从增加刚性和减少质量方面进行了研究 ,结果表明 ,铝制机体以及梯形框架结构和加强板结构均可减小机体的振动 ,进而降低发动机的噪声。     

滚珠丝杠进给系统动态特性集中质量建模与仿真

为了研究高速滚珠丝杠进给系统的动态特性,提出一种改进的集中质量建模方法,该方法考虑了滚珠丝杠进给系统基座的质量、柔性及进给系统部件间反向间隙对系统动态特性的影响,并完善了滚珠丝杠进给系统集中质量模型等效参数的计算方法。以MAG某加工中心X轴滚珠丝杠进给系统为实验对象,对该集中质量模型建模方法进行实验验证,仿真结果与实测结果具有相同数量的特征频率,且特征频率的误差在5%以内。滚珠丝杠进给系统的仿真分析表明,螺母位置改变引起的进给系统固有频率变化将影响伺服系统的稳定性,滚珠丝杠进给系统中的反向间隙会激励部件产生高频振动,给进给系统带来不利影响。     

变扭矩齿轮系齿面拓扑优化与实验

为了有效降低某齿轮传动系统在不同扭矩工况下的传动误差,控制齿轮振动噪声。利用齿轮拓扑修形计算公式和Romax齿轮仿真两种方法进行齿面拓扑优化,其中Romax仿真优化提供了一种全新、快速的优化计算思路。使用两种方法综合确定拓扑修形的修形量后,对未加工齿轮和拓扑修形齿轮进行了振动试验。频谱对比结果显示,拓扑修形有效降低了振动和噪声,改善了各项传动性能,证实Romax优化结果的正确性及齿面拓扑修形对降低噪音的可行性。为后续变扭矩齿轮系齿面拓扑优化提供了参考。     

制冷机组发动机隔振仿真分析及机架结构优化

利用已建立的制冷机组发动机隔振系统动力学模型及其解耦分析,运用ADAMS10.0建立了发动机隔振系统现有支承和半解耦支承形式的仿真模型,并进行线性模态分析。分析表明：发动机现有支承存在严重的振动耦合;采用半解耦支承形式,其质心的动态响应显著减小,即X和Y方向的位移减至0.79811mm和1.6095mm,解决了发动机的振动耦合问题。运用I-DEAS8.0软件,对原机组的机架进行了振动模态分析和动态响应仿真分析,现有机架固有频率54.6Hz时发生整体变形,最大变形为1.08mm,原机架的整体动刚度差;通过对原机架的结构改进,使机架发生整体变形的固有频率提高到129.5Hz,机架最大变形减小为0.359mm,显著改善了机架的结构动态性能,提高了制冷机组的动态工作性能。     

基于紊流模型的可控叶片减振器阻尼特性参数识别

通过对可控阻尼叶片减振器结构分析,建立基于紊流模型可控叶片减振器流量阻尼特性模型,模拟减振器内部流场结构,采用试验参数识别的方法确定模型参数,分析不同温度下减振器的阻尼特性。阐明了减振器在高温高速作用下,阻尼特性采用紊流模型综合流量参数研究的方法更为准确。最后通过仿真分析与试验结果的一致性对比,验证了所提方法的可行性和准确性。这种基于试验的参数识别方法具有普遍性,识别出的参数不仅具有数学理论推导的含意,还具备明确的物理意义,并且适用性强。     

降低车用柴油机振动噪声的设计方法

利用大型有限元工程分析软件ANSYS建立柴油机机体、油底壳等部件的有限元三维模型，并用试验模态分析对计算模型和结果进行验证。对各种改进结构的动态响应和模态进行计算分析，找出最佳结构参数和形式，达到了比较明显的降噪效果。应用SYSNOISE噪声仿真分析软件分析油底壳噪声场分布时验证了模态正交持性的理论分析结果。     

油气分离式单气室悬架刚度与阻尼性能研究

在分析油气分离式单气室悬架工作原理和结构的基础上，建立了油气悬架的非线性数学模型。对油气悬架的系统性能作了仿真分析，并通过油气悬架的性能试验验证了模型的正确性。本文还研究了油气悬架的刚度特性和阻尼特性，以及主要结构参数对油气悬架刚度特性和阻尼特性的影响，研究表明油气悬架兼有非线性刚度特性和非线性阻尼特性。     

某型电动汽车电池包结构安全性研究

由于电动汽车行驶工况的复杂性,电池箱的受力也复杂多变,往往需要具有足够的强度、刚度、抗振性等。基于某汽车主机厂的纯电动汽车电池结构项目,以HyperMesh为仿真工具,进行静力学分析和随机振动仿真,结构均未发生失效,并对比扫频试验得到的实际模态与仿真计算得到的模态,验证仿真结果的可靠性。     

双联轴向柱塞泵配流盘优化与流量脉动特性分析

针对双联轴向柱塞泵配流盘在脱离吸油和排油时,柱塞腔存在闭死压缩和闭死膨胀阶段,造成柱塞腔气穴现象和压力正超调或负超调,引起流量和压力突变产生大的噪声问题,提出了一种配流盘结构。首先建立柱塞泵流动特性数学模型,分析轴向柱塞泵噪声产生机理;然后设计新配流盘结构并优化匹配三角阻尼槽结构参数,建立过渡区压力特性方程,通过理论模型对比分析,新配流盘能降低柱塞腔在过渡区产生的压力冲击。为了验证新配流盘结构对整泵流量和压力影响,采用液压仿真软件AMEsim建立双联柱塞泵模型,通过实验测试对比分析,验证了模型正确性。在相同工况下,将新配流盘和原配流盘代入整泵模型中,结果表明新配流盘流量脉动率比原配流盘流量脉动率降低了6.75%,证明新配流盘能很好地降低流体脉动。同时该模型为制造样机提供了理论基础,可降低新产品开发成本。