基于子结构功率流的挖掘机噪声振动性能研究

为提高动力学求解效率以加速挖掘机噪声振动性能分析优化进程,综合运用子结构功率流法研究回转平台振动特性对驾驶室内噪声的影响规律.采用模态综合法构建挖掘机子结构模型并求解整机噪声传递函数,在保证计算精度的同时优化效率最高提升98.6%.通过功率流法研究回转平台的振动特性,得出36,42和55 Hz功率峰值与驾驶室内噪声峰值相关性较大.对液压油箱和悬置安装支座进行结构优化,结果表明:驾驶室内34 Hz附近噪声平均降低2 dB,39～49 Hz范围内噪声平均降低1 dB,57 Hz附近噪声平均降低2 dB,噪声水平明显改善.     

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.     

某型内燃机车驾驶室噪声分析

为研究某型内燃机车驾驶室噪声产生的原因,基于实车试验,构建内燃机车驾驶室声学数值模型对驾驶室进行噪声特性分析。将试验测量的激励信号加载到发动机4个悬置点上计算声学响应,结合板块贡献量分析、振动试验、声学模态分析、耦合模态分析明确驾驶室噪声形成机理,在此基础上提出措施改善驾驶室内噪声环境。研究结果表明,驾驶室内噪声和壁板振动加速度在74Hz、110Hz处存在明显峰值,并且与发动机基础转频密切相关;在39Hz、74Hz、110Hz处驾驶室左、右、前壁板与室内声腔存在耦合共振响应,最终形成驾驶室特殊噪声分布。相关研究结果可以为降低驾驶室异常噪声提供参考。     

高速列车车内“声振”特性试验

为分析高速列车车内低频噪声主要来源,利用振动声辐射理论研究了车内声场特性与内饰板振动的关系.实验室半实物试验结果表明,内饰板振动和车内声场耦合响应特性在空气声和结构声传播过程中具有普遍适用性.应用该方法对某高速列车不同速度级、明线和隧道运行条件下的车内噪声特性进行分析.结果表明,列车运行速度越高,内饰板低频振动幅值增加越显著,这导致车内低频噪声的峰值更加突出.对于350km·h~(-1)速度工况,明线工况的低频噪声峰值主要来源于地板结构声辐射,而隧道环境下的噪声增加主要来源于侧墙和车顶结构的声辐射,并对各面板贡献度进行了定量化计算.最后,用工况噪声传递路径分析(OTPA)方法开展了噪声源贡献度定量化计算,结果表明,气动噪声所占比重最大,但振动激励的总和达60%,尤其是160Hz的峰值频率处,风机振动激励的贡献度最大.     

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).     

某商用车驾驶室轰鸣声控制

针对某商用车在排气制动工况下驾驶室存在轰鸣声的问题,进行原车摸底试验,对造成驾驶室内轰鸣声的原因进行分析,排查发现引气管的进气口噪声与乘客左耳噪声在100 Hz和315 Hz处存在峰值,进气口处振动加速度较大,该处振动是造成驾驶室内轰鸣声的主要原因。结合引气管有限元仿真分析,发现进气口处变形严重,对此采用消声器的原理,设计了并联谐振腔消声器。改进后的引气管试验表明,在引气管中设计谐振腔后,进气噪声和振动明显降低,使驾驶室内噪声降低5.9 dB,轰鸣声得到有效控制,证明了该方法的有效性。     

铝合金地铁车内低频结构噪声特性预测

针对轨道不平顺引起地铁车辆车体壁板振动产生的车内低频结构噪声问题,建立了铝合金地铁车辆车体结构有限元模型、车内声场边界元模型和车辆轨道耦合模型,进行了动力学分析,得到轨道随机不平顺激励下,车体所受激励载荷并施加于车体结构的有限元模型,在ANSYS软件中进行了车体结构谐响应分析,得到车体振动响应.将得到的车体振动响应作为边界条件传递给车内声场边界元模型,在SYSNOISE软件中计算了频率0～200 Hz范围内车内不同位置的低频结构噪声分布特性.结果表明:车内最大声压级超过75 dB;车体结构特点以及激励载荷情况直接影响车内结构噪声特性;减少轮轨激励载荷或优化车体结构,均可降低车内结构噪声.     

某纯电动轿车车内轰鸣实验分析及改进研究

在某纯电动轿车NVH性能开发过程中,试验车在粗糙路面出现车内噪声过大并有明显的轰鸣感,主观驾评中该问题列为不可接受,严重影响客户乘车舒适性。为此通过试验识别车内轰鸣特性,在路径上对各零部件进行诊断,锁定了顶盖为轰鸣感主要贡献源。针对顶盖轰鸣现象,借助有限元分析方法对顶盖局部结构进行增强优化设计,最终对车内轰鸣有所改善并提升乘车舒适性。该研究对纯电动轿车车内轰鸣识别排查及改进提供了一定的指导价值。     

车内噪声主动控制系统次级声源布置分析

为了有效提升车内噪声主动控制系统的效果,研究次级声源设备布置对降噪效果的影响。运用ANSYS软件对驾驶室模型进行声学仿真分析,得出其各阶声模态图以及声频率为230 Hz时驾驶室内的声压云图;搭建了以滤波x最小均方(filtered x Least mean square, FxLMS)算法为基础的自适应噪声主动控制试验平台,将仿真结果与实车环境结合,对比分析了不同设备布置下的降噪效果。试验结果表明,不同的设备布置对噪声降低值、效果稳定性等有着显著影响,并得出了4种布置方式中降噪效果最佳的方案,实现最大15 dB的降噪幅值。研究结论可为实车主动降噪系统中次级声源的布置提供参考。     

双环减速机振动噪声分析

以中心输入式双环减速器为对象,介绍了减速器基本结构及进行结构噪声和空气噪声测试的设备、测点及测试方法。结合各测点频谱图、结构噪声幅值图谱和空气噪声测试结果,分析了双环减速器振动特性及可能存在的故障,得出其噪声值和噪声产生的原因,为设计双环减速器,减小其振动噪声提供理论依据。     

轨道交通对沿线建筑物不同楼层的振动影响分析

列车经过轨道交通高架桥时会对沿线区域带来振动干扰,为探究轨道交通对沿线区域建筑物不同楼层的振动影响特性,以某一城市轨道交通沿线4层楼建筑为研究对象,在振动评价理论基础上,对该建筑物1楼及3楼进行了振动测试,并通过数据分析,对两个楼层分别进行了振动加速度频域特性分析及振动加速度级1/3倍频程分析。研究结果表明,振动加速度方面:对于1楼,主要集中在0~100 Hz范围内,全局峰值在50 Hz附近取得,局部峰值在70 Hz附近取得;对于3楼,主要集中在0~150 Hz及650~750 Hz范围内,全局峰值在60 Hz附近取得,局部峰值在130 Hz及700 Hz附近取得。振动加速度级1/3倍频程方面:对于1楼,在50 Hz处达到全局峰值,为70~74 dB,在1 000 Hz处达到局部峰值,为55~59 dB;对于3楼,在63 Hz处达到全局峰值,为76~78 dB,在125 Hz及1 000 Hz处达到局部峰值,分别66~68 dB及68~69 dB。     

SRV车内声辐射分析

文章建立SRV(运动休闲车)车室声腔的声学模型,计算声腔的声学模态,并与白车身结构模态对比,分析声学模态和结构模态的耦合情况;根据车身频率响应,分析车内噪声声场及车身板件的结构振动对车内声学贡献的影响,车内噪声声场得到实验验证,为降低车内结构噪声提供依据.     

面向噪声品质优化的减速器箱体结构设计

为降低电动车减速器辐射噪声,提高电动车动力总成噪声品质,对减速器箱体进行结构优化设计。分析减速器噪声品质的频域特性,并结合模态分析和振动噪声阶次分析确定结构优化的区域和目标,采用拓扑优化和形貌优化方法对减速器箱体进行低噪声结构优化。研究结果表明:优化后减速器的表面振动和辐射噪声有所降低,噪声品质显著提高。     

液压悬置所引发的车内异响问题的解决方案

针对某车在运行过程中,存在的车内异响问题,进行主观评价及客观测量,并通过对客观测试的噪声及振动频谱数据进行分析,查明驾驶舱内存在异响问题的原因,提出改变液压悬置解耦膜厚度的改进方案,并对改进后的液压悬置进行了测试验证,确定优化改进的方案,最终成功解决了某车型存在的车内异响问题。     

轿车车内低频噪声预测与控制

针对某型开发中的轿车,首先建立了白车身有限元模型并进行自由模态分析,通过与模态试验结果的对比进行模型修正,在此基础上,建立了含门窗的整车模型和车身-声场耦合有限元模型,并使用虚拟样机技术提取对车身的激励载荷,然后在SYSNOISE软件中进行车内低频（20～200Hz）噪声预测,最后通过板件贡献分析找出对车内噪声主要峰值贡献较大的板件并进行结构改进,计算表明取得了良好的降噪效果。该文的研究内容为新车型开发中的降噪设计提供了可借鉴的方法。     

基于ATV技术的驾驶室低频噪声优化控制

文章建立了某卡车驾驶室结构有限元模型,通过数值与试验模态的相关性分析验证了模型的精确性,并在此基础上建立耦合声学边界元模型;通过实车60km/h匀速行驶工况下的道路试验,测得悬置点处的振动加速度信号和驾驶室内的声压响应;基于声传递向量(acoustic transfer vector,ATV)技术,将所测激励信号施加于耦合边界元模型进行低频段(20~220 Hz)驾驶室内频率响应分析;最后应用板件贡献量分析和模态参与因子分析找出对驾驶室内主要噪声峰值贡献显著的板件并进行结构优化。仿真和试验结果表明,驾驶室内低频噪声得到明显改善,基于ATV技术的优化分析方法可以有效控制驾驶室内的低频噪声。     

基于SEA法的汽车道路噪声研究

统计能量分析(SEA)法是一种有效的在高频域内减少振动噪声的分析方法.文中根据SEA法进行实车全模型分析,确定了降低车室内噪声水平的对策.运用SEA法分析汽车高频(400Hz以上)路面噪声,精度可控制在±3 dB以内.文中最后通过直接比较实车的试验结果和SEA分析结果,验证了这种方法的精确性.     

考虑轴柔性的二级齿轮减速器振动噪声研究

针对齿轮箱在实际运行过程中存在的轴系变形问题,提出了一种二级齿轮减速器在多源时变激励作用下振动噪声的计算方法。综合考虑齿轮、轴承时变刚度以及误差激励的影响,并引入二级齿轮相位关系,采用有限元法建立了计入轴柔性的二级直齿轮-轴-轴承系统耦合动力学模型。通过Newmark时域积分法求解系统动力学方程,得到各轴承动载荷,并分析了传动系统的固有特性及轴的静变形特征。采用有限元法对齿轮箱进行模态分析,提取箱体各阶固有频率与振型。以轴承频域动载荷为齿轮箱激励,利用模态叠加法计算得到齿轮箱的振动响应,并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行了计算。分析了轴柔性和转速对轴承动载荷与箱体辐射噪声的影响。仿真结果表明:计入轴柔性后,轴承动载荷波动幅值降低,激励频率成分也随之减少;在低频段200～900Hz与高频段1 800Hz附近,箱体的主要共振模式发生改变,顶部场点噪声有所降低;随着转速的升高,激起了传动系统轴系弯曲振动模式,并引起传动系统振动幅值增大,且齿轮箱顶部场点噪声明显大于两侧场点噪声。研究结果可为减速器的减振降噪设计提供理论参考。     

基于参数非线性的二级行星减速器扭转振动分析

为掌握多元非线性参数对二级行星减速器动态特性的影响,在综合考虑齿轮副之间的时变啮合刚度、综合传递误差、啮合阻尼以及齿侧间隙的情况下,基于集中参数法建立了减速器纯扭转振动模型,采用变步长的Runge-Kutta法求解系统动态响应,获得了各级内、外齿轮副之间的振动特性时域数据,以及动态啮合力.理论求解与实验结果最大误差值0.98,平均误差0.05,一级振动及动态啮合力大于二级;同级中太阳轮振动大于行星轮,内、外啮合齿轮副动态啮合力基本相当.频域分析显示:主要振频为齿频和啮频相互耦合所致;一级行星轮齿频为12.93Hz,接近第一阶主振频12Hz;二级啮频62.37Hz,接近第二阶主振频62Hz,成为系统前两阶激振源.     

轿车车内空腔声学模态

阐述了轿车车内空腔声学模态,为了获取车内空腔的声学共鸣频率,提出了一种空腔声学模态试验方法,并对实车的声学模态试验结果与该车车内声学模态的有限元计算结果进行了比较,为车内空腔的低频噪声研究提供了参考。