复杂耦合系统的统计能量分析及其应用

文章综合导纳分析法、经典统计能量分析方法和经典功率流理论的各自优点，提出适合复杂耦合系统的统计能量分析方法，为研究实际机械结构之间的振动传递规律、复杂机械系统的声辐射特性提供理论依据，为实际工程结构的振动隔离、噪声治理提供理论指导。文章首次提出统计能量分析参数必须统一定义，将影响实际机械结构相互之间能量传递的若干要素各自分离，并引入相应的参数分别开展研究。利用理论研究的成果，发展后的统计能量分析首次应用于水下航行器振动和噪声特性分析，预报了水下航行器的振动传递规律和辐射噪声级。理论分析与实验测试结果符合较     

管路附件对管路系统声传递-辐射特性的影响

为控制海水冷却系统通海口产生的辐射噪声,考虑管路及管路附件的弹性影响,建立了简化的通海系统流噪声传递-辐射的仿真模型;从避免管路流噪声传递损失的角度,提出了基于总传递损失的管路系统声传递-辐射特性的评价方法;借助商业软件计算了不同管路附件影响下的管路声传递-辐射的总传递损失,给出了管路附件对管路声学总传递损失的影响规律。计算结果表明,与无管路附件的直管路相比,换热器可以使总传递损失提高94.9 dB,挠性接管可提高33 dB,截止止回阀可提高28.5 dB,相比之下,滤器、变径管、弯头对总传递损失的提升均小于10 dB,蝶阀仅可提高1.5 dB。通过研究发现,管路附件可以提高对通海系统辐射噪声的控制效果。实际的海水冷却系统的管路附件集中在系统出口管路,使得出口管路附件多于进口管路,导致进口管路辐射噪声控制不足。增加进口管路上的管路附件可提高系统辐射噪声的控制效果。     

运用统计能量分析法进行轿车内噪声的仿真

建立了一个统计能量分析（SEA）芭轿车内室噪声的仿真计算，结果表明400－5000Hz频率范围内的空气噪声和固体噪声都适用于统计能量分析方法，SEA模型的计算与车内声压水平实测值精度在主要频带达到3dB以内。     

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.     

装甲车板结构声强度和振强度的测量研究

装甲车辆内部的Ａ级噪声高达１１４．４ｄＢ，是一个国内外都在力求解决的理论和技术性难题，装甲车辆噪声的很大一部分来自它的板结构的振动声辐射。文中利用声强测量技术和开发的振动强度测量方法与系统，对一装甲车车体板结构的声辐射和振动能量流进行了测量分析，给出了它们声振特性的动态结果，确定出了甲板各个部分的声辐射量、振动能量流和相互间的一些联系，为装甲车辆减振降噪措施的合理化提供了依据，具有一定的实际应用意义。     

瞬态激励下保守耦合系统的统计能量分析

根据保守耦合系统的统计能量分析原理,通过对耦合子系统之间功率平衡方程式的修正和推导,得到了瞬态激励条件下系统的能量平衡方程,并针对L-型耦合平板的具体结构形式,建立了两子系统的SEA模型,提出了有关参数的预估和测试方法,计算了耦合平板的能量分布和功率流,测量了瞬态激励条件下系统的能量等参数.理论分析和实验结果的一致性证明了本文的研究方法和所取得的结果是合理可靠的.     

串并联法求管网系统的稳定工作点

管路系统由泵和输水管路组成，管路元件工作点的确定能让我们监测管路的运行状态，可以为管路系统的调节，调度提供理论依据，也能辅助分析管路系统运行中常见的故障原因。传统的工作点的分析方法直接从系统或子系统的质量能量守恒出发，建立多元方程组，然后求解。从系统的角度出发，类比电路的回路，给出元件的数学模型，并据此和物理学基本定律建立管网系统的“基尔霍夫定律”，思路清晰，可以推广到其他的非线性能量回路系统。     

用统计能量法分析飞行器声振响应影响因素

基于统计能量分析(SEA)原理,对高超声速飞行器X-43A建立了SEA模型,并合理划分子系统,采用理论及经验公式确定SEA模型的参数.针对结构子系统的内损耗因子以及声腔子系统的吸声系数,讨论了响应灵敏度分析.对平板子系统划分方式和材料厚度对声振响应的影响进行了对比分析.结果表明:飞行器壳体材料结构和阻尼因子以及厚度的改变对壳体声振响应特性影响较大,子结构划分方式对计算精度有较大影响,在声学结构设计中要综合考虑这些因素的影响.     

舱室噪声传递路径分析的SEA赋权图法

针对传统传递路径分析求解中高频问题的不足,采用SEA赋权图法分析舱室噪声的传递路径.以统计能量分析(SEA)为基础,将SEA系统与图论中路径网络进行类比得到SEA赋权图,从功率流平衡方程中提取SEA参数表示赋权图连接边的权重系数.将噪声传递路径问题转化为求解赋权图的最大权重路径问题,传递权重最大的K条路径(KDP)即为能量的主要传递路径.选取某舱室模型为分析对象,从SEA赋权图中得到2000条KDP,并通过识别路径的结点得到能量传递路径中的关键结点.各种噪声控制方案的对比结果验证了SEA赋权图法在减振降噪分析中的有效性,为降噪措施具体实施方案提供了明确的参考.     

柴油机机体声辐射模态特性分析

本文首先从结构振动模态理论的角度，论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系，提出了结构声辐射模态的有关理论，用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。然后将该理论应用于柴油机机体的声辐射特性分析。利用有限元技术，建立了柴油机机体的动力学模型，并经过理论计算得到机体的模态参数。在此基础上，应用文中提出的声辐射模态理论，对机体进行了声辐射模态参数计算，获得了柴油机机体的声辐射特性，从而为机体的低噪声设计提供了依据     

工作模态分析方法的应用研究

在供水管道系统中,管道系统的振动是噪声污染的主要原因,有必要对管道系统的动态特性进行深入地研究．本文对管道系统实验模型进行工作模态分析,利用带阻滤波技术对含有谐波的响应信号进行预处理,使信号满足白噪声激励条件,生成ODS FRF函数,并拟合得到系统的工作模态参数和振型．与试验模态分析结果相对比,并经实例分析,证实了该工作模态分析理论与方法的可行性,可以为供水系统的减振降噪及改造研究提供可靠的依据．     

节流板孔直径及流量对核级管道流致噪声的影响

建立了核级节流管道的流动-振动-辐射噪声仿真模型，并基于实验和仿真研究了辐射噪声产生的机理及节流孔径和来流流量对振动噪声的影响规律. 节流管道的噪声受节流管道流场中流体尾迹涡的影响:流体在管壁上产生周期性的激振力，且激振力的频率与管道模态所对应的频率相近，从而加剧了振动，导致辐射噪声的产生. 此外，随着节流孔直径的增加，节流管道的振动及辐射噪声逐渐减小；随着来流流量的增加，节流管道振动以及辐射噪声逐渐增大.     

滚动轮胎结构振动噪声特征分析

考虑悬架的垂向特性,在Abaqus中建立车身-悬架-轮胎-路面系统有限元模型,实现了轮胎在路面上动态滚动,以及在Virtual.Lab中建立了轮胎声学边界元模型,仿真计算了轮胎在动态滚动过程中的结构振动噪声.结果表明:胎面花纹块与路面的周期碰撞是轮胎结构振动噪声的主要噪声源,并由整车轮胎噪声实验得到了对比验证.     

柴油机缸盖罩隔声性能与透射噪声

以某柴油机缸盖罩为例,研究了柴油机薄壁件的隔声性能与透射噪声.采用结构-声耦合分析法对柴油机缸盖罩的隔声量进行了计算,并通过隔声性能试验验证了计算结果.设计了提取缸盖罩内部声场声压级的四负载法试验,并将结果施加到结构-声耦合计算模型中,计算了缸盖罩在发动机1,000,r/min、2,000,r/min和3,400,r/min全负荷工况下的透射噪声.研究发现,缸盖罩透射声功率主要分布在低频及隔声性能较差的高频范围;透射噪声在柴油机薄壁件辐射噪声中所占比重较大,对薄壁件辐射噪声进行预测和声学优化时,不能忽略透射噪声.     

基于MATLAB管路气柱固有频率计算方法

MATLAB适用于压缩机复杂管系中由于气流脉动所引起的管道振动的气柱固有频率计算。一个较为复杂的管道系统,可看成由各种管道元件组成,这些元件分别为等截面管、容器、分支管道流入总管道构成的汇流点、两根不同截面管道构成的异径管等。对于每一种元件,都可以找到上、下游点及脉动压力和脉动速度之间的关系。然后根据边界条件即可得到复杂管系气柱固有频率方程。借助计算机,便可算出任何复杂管道系统的各阶气柱固有频率。     

流动流体的管道弥散特征分析

推导了含流动流体管道耦合系统自由振动方程,对管内流体声压的特征,不同周向模式（ｎ＝０,１,２,５）和不同轴向波数所对应的波类型进行了分析,从而确定决定流体管道中能量流的基本波类型．     

船舶机舱模型振声性能数值计算与试验验证

采用有限元/边界元法对船舶机舱动力设备及液舱流固耦合引起的振动与声辐射进行数值计算;并进行相应的实验研究。以某航海教学实习船机舱为原型,将此振声耦合系统简化为箱形多腔结构,运用数值有限元方法建立多腔结构及其单元腔室的模型,考虑流固耦合效应,对结构进行频率响应分析;然后采用边界元法对舱室辐射噪声进行了计算。计算结果与实验结果之间的误差在5 dB以内,表明本方法具有较好的准确度。采取两端简支的边界条件,研究三舱段船舶机舱模型振声性能时,充液及增加充液舱数,总体对改善舱室振声性能有利;但对于液舱接触舱室声学环境影响要分频段考虑,此外舱室距振源的距离对计算结果有较大的影响。     

敷设阻尼层的有限长加筋板声振性能研究

以有限长加筋板和敷设阻尼加筋板为对象,通过模型试验分析了单频激励和白噪声激励下的加筋板在空气中、水中的振动和声辐射,针对计算模型开展相应的数值分析.结果表明：加筋板敷设阻尼层后,结构的振速级峰值左移.阻尼层在整个频带体现出较好的抑振降噪效果,但在低频区降噪效果不明显,甚至在局部频点出现失效区.在同等激励条件下,其辐射声压级普遍降低.数值分析进一步验证阻尼层对抑制振动与声辐射非常有效.     

风电增速箱结合部刚度分析及振动噪声预估

为了研究风电增速箱的振动特性和辐射噪声,基于轴承支承刚度及齿轮副啮合刚度分析,建立了风电增速箱轴系扭转振动模型,运用Matlab求解振动微分方程,得出轴系扭振频率及对应振型;综合考虑刚度激励、误差激励及冲击激励,建立了风电增速箱动力学有限元模型,仿真得出增速箱的动态响应。以箱体表面节点振动位移为边界条件,建立了增速箱声学边界元模型,采用直接边界元法求解得到箱体表面声压及场点的辐射噪声。结果表明,风电增速箱扭振频率与激励频率及其倍频相差较大,不会出现共振现象;增速箱结构噪声和辐射噪声的峰值主要出现在高速级齿轮啮合频率的二倍频附近。