高速列车室内结构噪声分析

针对国内高速列车的简化结构模型,采用Virtual Lab Acoustics专业声学求解器,建立了车厢结构声场耦合分析模型,对车厢结构模态、室内空腔模态及室内声振耦合系统进行了模型化分析.理论分析结果表明:在21.24 Hz和35.53 Hz处,车身结构模态的振动频率和空腔模态的振动频率接近,产生共振;在同一水平面上场点声压呈现强弱交替分布,随着频率的增加,车厢内部同一平面上沿横向和纵向的干涉条纹增加;不同测点声压级差异明显,噪声空间分布不均;在20～38Hz频段,声压级处于80 dB以上.     

某混动SUV排气系统向车身的振动传递研究

通过动态特性试验,分析了某插电式混合动力SUV排气系统模态以及被动侧吊钩的动刚度.建立该排气系统有限元模型,对其自由模态进行仿真计算并与试验模态对比,最大误差小于5%,模型可靠.为减小排气系统向车身的振动传递,提高整车NVH性能,引入平均驱动自由度位移法进行吊钩位置优化.对优化后的吊钩进行主动侧模态分析并与目标值350 Hz对标;对优化后的排气系统进行约束模态及频率响应分析,其固有频率、峰值频率均避开了发动机常用转速激励频率范围93～107 Hz,证明优化方案可行,可用于工程实践.     

拖拉机驾驶室的模态声学贡献度分析

为确认影响拖拉机驾驶员耳旁噪声的主要振动模态,建立了拖拉机驾驶室声场中声压值与结构模态及模态声学贡献度数值的计算模型.利用驾驶室声-固耦合有限元模型进行仿真,分析了驾驶员耳旁噪声各频段峰值处的各阶模态贡献度值,并确认了峰值处的主导振动模态;利用主导振动模态来指导驾驶室主要振动模态的整改,且对主要模态整改前后驾驶员耳旁噪声声压级进行了对比.结果表明:驾驶室主要模态的改进可明显降低驾驶员耳旁噪声信号峰值,且峰值所在频段内的声压级也有所降低,可以实现分频段控制噪声,有效降低噪声.     

XMQ6182G型客车低频轰鸣声仿真分析与抑制

为了解决XMQ6182G型客车在30~80 km·h^-1匀速行驶时驾驶位存在低频轰鸣声的问题,开展实车噪声和振动测试,发现驾驶位噪声频率约为14.0 Hz时,出现驾驶位噪声声压级峰值.经对比分析和测试,确定轰鸣声主要来自路面激励,并构建车身结构和车内空腔的有限元模型,进行模态分析.结果表明:驾驶位低频轰鸣声是由车身第3阶结构模态与车内空腔第1阶声学模态的强耦合引起的;改进客车顶盖结构后,驾驶位噪声声压级最大降幅为4.7 dB(A).     

基于车身板件声学贡献分析的声振优化

以降低车内低频结构噪声为目标,优化车身板件.采用子结构模态综合的方法建立结构动力学模型,并以其在实车工况下的振动响应作为声学边界元模型的边界条件,以车内驾驶员右耳位置为目标响应点,结合计算得到的声传递向量,对汽车车身进行板件声学贡献分析.通过计算得到车身各板件对车内噪声的声学贡献,分析出影响比较显著的关键面板,根据分析结果对车身相应板件进行振动抑制.经试验验证,怠速工况下,车内噪声在频率为20～100 Hz范围内的声压级水平得到比较明显的改善,主要峰值频率最大降幅5.70 dB,整体噪声水平下降了3.89 dB.结果表明:板件贡献分析方法可以为控制车内低频噪声提供合理的建议.     

基于有限元法纸机压榨辊振动声辐射研究

对纸机压榨部的压榨辊进行了振动声辐射分析,利用有限元法对压榨辊进行了振动声辐射研究,主要包括压榨辊的动力学分析及声辐射分析.通过计算结果可知:若该压榨辊的工作车速为450,m/min,则压榨辊的运行是平稳的,并可长期稳定的运行.压榨辊的噪声密集区主要集中在场点网格的中部区域,场点网格上的声压级在大多数频率下都超过了85,d B;5个测量点的声压级曲线具有基本一致的变化趋势,当频率介于0~50,Hz时,声压级的两个最大值与被激发出的压榨辊的弯曲固有频率是相一致的,压榨辊质量的不平衡是产生声辐射的主要原因.     

节流降压-小孔喷注消声器优化设计与模态分析

对AG-35/39M1型锅炉排气放空噪声进行测量,并进行频谱分析,找出主要噪声源发生在频率为1118 Hz处。根据其频谱特性和排气放空噪声产生机理及喷注噪声具有的声级高(140 dB左右)、频率宽、传播远、影响范围大等特点,优化设计了节流降压-小孔喷注复合式消声器,并采用锤击法对消声器试件进行实验模态分析及消声特性试验,可知其频率远远避开了噪声的峰值频率,消声器不会在噪声峰值时产生共振,为设计出结构合理、性能优良的消声器提供了可靠依据。     

节流降压-小孔喷注消声器优化设计与模态分析

对AG-35/39M1型锅炉排气放空噪声进行测量,并进行频谱分析,找出主要噪声源发生在频率为1 118 Hz处.根据其频谱特性和排气放空噪声产生机理及喷注噪声具有的声级高(140 dB左右)、频率宽、传播远、影响范围大等特点,优化设计了节流降压-小孔喷注复合式消声器,并采用锤击法对消声器试件进行实验模态分析及消声特性试验,可知其频率远远避开了噪声的峰值频率,消声器不会在噪声峰值时产生共振,为设计出结构合理、性能优良的消声器提供了可靠依据.     

装载机驾驶室低频声分析与控制

针对装载机驾驶室中难以处理的低频噪声问题,分别建立结构声和透射声声场仿真模型,并进行驾驶室车内结构声和透射声数值仿真.同时验证驾驶室模型建立的准确性,确定驾驶室车内声场与结构声和透射声的关系,最后进行装载机驾驶室低噪声控制设计.结果表明,通过考虑可行性、经济性和轻量化,优化设计了驾驶室吸声和阻尼处理.以驾驶室人耳声压频响曲线为目标,对重要板件的厚度进行设计,改变了驾驶室结构模态与声场的耦合和隔声特性.从而使得驾驶室内噪声最高声压级降低了3.37 d B,总声压级降低了2.93 d B,取得了良好的低频声控制.     

乘用车排气系统模态分析数值模型研究

在发动机及路面激励下，排气系统振动能量通过吊挂传递至车身，导致车身振动并产生结构声，严重影响到乘用车的NVH性能．主要对乘用车排气系统模态分析数值模型进行研究，对多个模型进行试验相关性分析，得到最合理的排气系统简化数值分析模型．采用该模型对某排气系统进行了模态分析，确定了合适的吊挂位置，降低了车身振动和车内噪声水平．     

基于VMD-Hilbert变换的大型网箱养殖鱼群声特性研究

为解决养殖户很难监测到自己养殖鱼类的行为状态与投料反馈的问题,针对大型半潜平台“澎湖”号网箱养殖鱼群进行了昼夜连续的被动声学监测。结合昼夜时频分析结果,获得人工投料、投料机自动投料、外来船舶惊扰及深夜安静状态等4个时段的噪声频带及声压级分布特性。时频分析结果显示大范围自动投料下测得的鱼群活跃度明显高于其他状态,相对海洋环境背景噪声的声强度高出30 dB左右。外来船舶惊扰时测得的鱼群噪声强度高出人工投料时刻9 dB左右。深夜鱼群处于安静状态,鱼群活跃度最低,噪声声压级约为70～75 dB。通过变分模态分解(VMD:Variational Mode Decomposition)对时域信号进行模态分解,获得Hilbert谱分析显示：IMF1为鱼群拍打和泳动噪声高频噪声分量,IMF2为金鲳鱼摄食及活动噪声,频带位于1 100～3 000 Hz。石斑鱼进食及活动噪声频带为300～1 100 Hz,是第3阶IMF(Intrinsic Mode Function)分量的主要构成。希尔伯特边际谱在600～700 Hz频带范围内出现峰值,鱼群的生物噪声能量占比最高。研究海洋鱼群发声特性、行为状态与环境背...     

220 kV城市户内变电站声场模拟与分析

为了有效地治理城市户内变电站日益严重的噪声污染,建立仿真模型对变电站机房内部以及居民区的声场分布进行计算.以南京大行宫220 kV变电站和富城220 kV变电站为例,使用ANSYS 11.0 SP1软件对变电站主要噪声源--主变压器室和电抗器室内部声场进行模拟与分析.使用LMS SYSNOISE软件对变电站外距主变压器室45 m处的居民区声场进行模拟计算.模拟结果表明:主变压器室的噪声声压级在频率为63 Hz时达到最大值90.6 dB.电抗器室的噪声声压级在125 Hz时达到最大值93.0 dB;居民区的噪声声压级为47.51 dB,夜间噪声超标.声场模拟值和现场实测数据吻合良好.通过修改模型中的相关参数,此模型可较好地用于同类变电站的声场模拟与预测,以便结合隔声、消声、吸声及隔振技术制定噪声控制的优化方案.     

小开口声传输有源控制的次级源和误差传感策略研究

为建筑物提供自然通风和采光功能设置的开口有时成为整个结构隔声的薄弱部分.开口的有源控制一般用于低频降噪,针对4000Hz以下频段噪声,研究无限大障板上小开口有源控制及其次级源和误差传感策略.基于模态展开法建立了无限大障板上矩形开口声传输的数值模型,通过仿真比较不同初级声场条件下,不同次级源和误差传感策略对有源控制系统性能的影响.结果表明,有源控制系统的控制频率上限由开口模态对应的特征频率决定,使用合理的次级源和误差传感策略可提升有源控制的频率上限.对于厚度为31.8 cm的墙上边长为6 cm的方形开口,实验结果表明单通道控制系统和4通道控制系统分别在2750 Hz和3900 Hz以下获得10 dB以上降噪量.这一系统可应用于同时有通风和降噪要求的场合.     

高速列车头型近场与远场噪声预测

建立了某头型的1∶8缩比三车编组气动噪声仿真模型,采用大涡模拟获得车身湍流脉动压力,基于FW-H方程和声扰动方程分别获得远场噪声和近场噪声,从而建立一整套头型气动噪声预测方法.远场测点总声压级的仿真结果与风洞试验结果相差小于2.0dB(A),频谱变化趋势相同,量级相差较小,表明基于FW-H方程得到远场噪声的可行性.基于声扰动方程能够获得头型关键部位的总声压级,通过对比量级发现,转向架部位总声压级量级远大于其他部位,这与传声器阵列识别结果相吻合,从而验证了声扰动方程获得近场噪声结果.对比头型各部位湍流脉动总压力级和总声压级发现,转向架和排障器量级大于车窗、鼻锥和车体;与湍流脉动总压力级相比,总声压级分布更为均匀,量级更小.     

纵轴式掘进机截割系统模态仿真及试验

为了研究纵轴式掘进机截割系统动态响应特性,基于Pro/E和ADAMS联合建立了截割系统振动分析动力学模型;并通过施加简谐激励对截割系统进行受迫振动特性分析,得到3处响应敏感的共振频率。采用锤击法对掘进机截割系统施加激振力,进行试验模态研究。选取复模态单自由度拟合法进行数据拟合,得到截割系统在竖直方向上的前5阶试验模态参数。研究结果表明:第1阶、第2阶试验模态固有频率分别与20 Hz、120 Hz仿真共振频率相近;第3阶、第4阶和第5阶试验模态固有频率则没有相近的仿真共振频率与其对应。说明采用简谐激励进行振动仿真并不能完全激励出截割系统的共振响应频率,而采用试验模态分析法,在验证仿真分析结果的同时,还可获得更为完整的截割系统模态参数。     

基于Hyperview和锤击法的某型轿车排气系统模态分析

利用Hyperview软件分别在自由模态和约束模态两种条件下对某型轿车排气系统进行有限元数值模态和锤击法试验模态分析,介绍了试验模态分析的实验设备以及流程,分析比较两种模态分析结果的差异。结果表明,在自由状态下,数值模态分析和试验模态分析结果基本吻合,仿真模型能准确有效地对排气系统进行模拟计算,而在约束状态下,数值模态和试验模态分析所得到的固有频率差值相对较大,但两种模态振型总体上一致。理论模型可靠,根据模态参数,可为排气系统结构优化确定方向,为排气系统悬挂位置的优化提供了依据。     

汽车空调气动噪声数值与试验研究

通过数值仿真和台架试验相结合的方法开展某车型空调系统气动噪声研究.研究发现,精细网格和大涡模拟方法能够获得高精度的出风口风量分配结果,它们与试验最大偏差为4.35%,最小偏差为0.93%.与此同时,空间流线的紊乱和当地速度的大小直接影响其表面总声压级的大小,对于计算的空调系统,风机是主要噪声源,改善风机流动分离,降低风机噪声是空调系统降噪的关键.可穿透面的声辐射方法有效地考虑到表面压力脉动的偶极子噪声和空间涡流的四极子噪声,是汽车空调气动噪声计算中声辐射的有效处理方法.利用该方法得到的测点总声压级与试验值更加接近,约相差2dBA,频谱变化趋势和数值基本一致,推荐作为后续空调气动噪声仿真的声辐射处理方法.     

复模态盘式制动器NVH性能分析与改进

以某轿车盘式制动器为研究对象,基于复特征值模态理论,用三维制图软件CATIA进行建模。在ANSYS Workbench平台对该模型进行复模态分析,通过模拟对比不同摩擦因数(μ=0.3~0.6)时制动器复模态下的虚部值与实部值,找出制动噪声的特点与分布情况。对摩擦块结构进行改进,用Dynamometer-GIANT8600惯性试验台对改进前后制动器模型进行噪声、振动与声振粗糙度(NVH)试验,并将仿真结果与试验结果进行了比较。比较结果表明:刹车片摩擦因数越低,制动产生的噪声概率越小。采用制动块切斜倒角和中间挖凹槽的措施,能有效地减少系统不稳定模态的频率,低速时制动噪声明显减少,制动器NVH性能提高约3.2%。     

纵轴式掘进机截割系统模态仿真及试验研究

为了研究纵轴式掘进机截割系统动态响应特性,基于Pro/E和ADAMS联合建立了截割系统振动分析动力学模型,并通过施加简谐激励对截割系统进行受迫振动特性分析,得到3处响应敏感的共振频率;采用锤击法对掘进机截割系统施加激振力,进行试验模态研究,选取复模态单自由度拟合法进行数据拟合,得到截割系统在竖直方向上的前5阶试验模态参数。研究结果表明：第1阶、第2阶试验模态固有频率分别与20 Hz、120 Hz仿真共振频率相近,第3阶、第4阶和第5阶试验模态固有频率则没有相近的仿真共振频率与其对应,这说明采用简谐激励进行振动仿真并不能完全激励出截割系统的共振响应频率,而采用试验模态分析法,在验证仿真分析结果的同时,还可获得更为完整的截割系统模态参数。     

惯性圆锥破碎机关键部件体建模与模态分析

对GYP-1500惯性圆锥破碎机的关键部件装配体进行了动力学的分析。以软件Pro/E为平台对GYP-1500惯性圆锥破碎机的各关键部件进行参数化建模并装配,将建立好的模型导入到ANSYS Workbench中对其进行模态分析,提取关键部件装配体的动力学特性。根据提取到的前10阶的频率与振型可知,关键部件装配体一阶固有频率为192.64 Hz,远大于偏心激振器的旋转频率为8.3 Hz,避开了共振区,偏心激振器的转速符合要求,为关键部件的结构设计、优化、性能的评估均提供了一定的依据。