应用激波降噪机理的炮口消声器设计及试验验证

针对火炮的膛口噪声问题,提出了一种基于激波降噪机理的消声方法,利用超声速气流经过激波后总压降低、可用能量降低的特点来降低膛口噪声声功率,进而设计了一种膛口消声器,通过扩张段增加马赫数、收缩段产生激波可以不断降低火药燃气的可用能量,达到降低膛口噪声的目的。建立消声器的数值计算模型及仿真分析,研究了消声器内部的流体流动情况及激波形成过程,以炮口及消声器出口的总压降低情况分析了消声器的降噪效果,并设置外部监测点检测外部压力场的变化,最后通过试验验证消声器降噪效果。结果表明:基于激波降噪机理设计的消声器可降低膛口噪声19dB左右,且试验降噪量与采用总压降低量进行分析的降噪效果基本一致,证明了应用激波特性降低噪声以及采用总压降低量分析消声器降噪效果的可行性。研究内容为消声器设计提供了一种新思路,为炮口噪声的降低提供了理论及工程指导。     

一种多级阻抗复合型消声器的优化方法

柴油发电机组工作过程中,产生大量排气噪声,为降低排气噪声,大部分的柴油发电机都安装有消声器,但现有的各种不同原理的消声器效果都不太理想,未能有效解决其排气噪声问题.通过分析柴油机排气噪声特点,剖析阻性、抗性消声器的消声机理,结合两者优缺点,优化结构,针对性地选取吸声材料,设计了一种多级阻抗复合型结构的消声器.最后通过理论计算、分析对比,并实验验证了此结构的消声器能有效降低柴油发电机的排气噪声,为消声器降噪提出一种优化方法参考.     

两腔型双模式车用消声器流场及声学特性分析

双模式车用消声器可以有效降低压力损失,同时降低再生噪声,是一种半主动噪声控制设备。目前对双模式消声器的研究较少,需要进一步了解双模式消声器的内部气体流动情况和低频声学特性。通过流场仿真分析得出了高气体流速下双模式消声器有效降低压力损失的原因,并对结构进行改进,使湍流能量损失降低,减少了压力损失。通过声学仿真得到阀门关闭时共振腔的共振频率,符合亥姆霍兹公式计算结果,证明低频消声效果来自亥姆霍兹共振腔。同时分析了阀门打开时消声器低频消声原理,得出阀门打开后共振频率向右偏移,能够追踪不同转速下的排气噪声。     

S195—1型低背压排气消声器的设计研究

本文以内燃机排气噪声必需的消声量频率特性作为设计消声器的依据,论述了扩张室式和穿孔板复合消声器的设计.试验表明,采用这种新型复合消声器后,S195柴油机排气噪声得到了有效控制.     

基于正交试验的内燃叉车排气消声器改进设计

为有效降低内燃叉车的排放噪声,选取进气管直径、消声小孔孔径和尾管长度为影响因素进行正交试验;以传递损失为评价指标得出最优因素组合方案,并对试验结果进行方差分析;经试验验证,内燃叉车的排气噪声降低2～4 dB.本试验结果与方差分析可为内燃机叉车排气消声器的改进设计提供参考.     

煤矿轴流通风机扩散型消声器优化设计

为降低轴流通风机出口噪声,通常在其出口安装消声器,但该法会导致风机效率的降低.针对以上情况,通过对煤矿通风扩散理论的分析,从消声器的空气动力性能及其振动特性方面对扩散型消声器的结构进行了优化设计,充分利用转化来的能量弥补了因安装消声器带来的通风附加阻力,在降低风机出口噪声的同时,减少了对通风设备的不良影响.     

内燃式叉车排气消声器结构优化设计

为降低某3t内燃式叉车的排气噪声,在不改变消声器的外部结构的前提下,优化消声器的内部结构,改进排气消声器的性能指标。通过对消声器的网格分析,利用某声学仿真软件模拟计算改进前后两种消声器的传递损失。结果表明改进后的消声器比改进前的声学性能好,说明模拟软件在设计研发中的重要性,并为消声器的结构优化设计提供依据。     

非定常流场和声场有限元内燃机排气消声器研究

 消声器是降低内燃机排气噪声的主要部件。通过设计独立测试排气噪声的台架实验,分析了安装消声器前后的排气频谱特征,对比期望的噪声评价曲线,得到了消声器性能不足的频段主要集中在中高频。根据流体和声学的基本理论,基于三维数值有限元,分析了复杂消声器非定常流动状态下其压力场、温度场、再生噪声场分布和主要贡献的噪声频段,研究了消声器在稳态下的传递损失;通过研究声学传递过程中的空腔模态特征,找到了影响消声效果的主要因素。基于消声器仿真模型,研究了消声单元结构特征与消声性能之间的关系,通过改善复杂消声器的小孔结构和增加吸声材料,采取实验对比分析了插入损失,验证了分析和改进的有效性。本文综合分析了流体、声学以及流体对声学的影响,研究了内燃机排气消声器性能,此系统方法能更全面地了解和改进排气噪声。     

基于并行计算的消声器三维数值模拟

针对某款汽车复杂消声器建立了三维数值计算模型,采用并行计算技术对该模型进行计算．通过分析数值计算结果,找到该款消声器产生压力损失和再生噪声的主要部位分别是消声器进气内插管开孔处和出气内插管的进口处．据此提出了相应的改进方案．计算结果显示,改进后消声器的背压比原消声器背压大幅度下降,最大可下降20%左右．这种基于计算流体力学理论结合并行数值模拟技术的设计方法,计算一个算例仅需20 min左右,降低了设计周期和设计成本．     

轴流局扇的噪声及消声器的研制

通过分析局扇噪声频谱特性,作者研制出一种双层微穿孔板消声器。在JBT-51(5.5KW)局扇上试验,结果表明,这类消声器能使局扇噪声显著降低,而且具有对局扇气动性能影响较小的优点。     

汽车后桥总成主噪声源的识别与噪声控制

本文以汽车后桥总成为研究对象,应用故障诊断技术确定了不合格产品的故障原因与主噪声源.为提高产品质量指明了主攻方向.本文还简要介绍了我们新研制的减噪装置及其减振降噪性能.     

空气隔层对水中冲击波衰减效果的实验研究

依据一维击波绝热透、反射理论和冲击波在空气、水中的衰减规律,分析了水中空气隔层对水下爆炸冲击波衰减的原理,并通过两次小药量模型实验对分析结果进行了验证.结果表明,空气隔层不仅可以削弱水中冲击波峰值压力,而且可以有效减少冲击波的冲量和总能量,从而可以有效防止水中爆炸冲击波对保护目标的破坏.     

非线性弹性特性座椅悬架曲面板的尺寸计算

介绍了一种由线性扭簧和特定形状曲面板配合实现给定非线性弹性特性的悬架机构 ,提出了曲面板的设计方法和数学模型。由上下底板相对运动过程中外力作功转化为扭杆的势能 ,得到悬架动位移与扭杆转角间的关系 ,进而可求出滚轮轮心轨迹 ;在给定滚轮半径后 ,其轮心轨迹的外等距线即为曲面板曲线。根据这一原理编制了相应的计算程序 ,得到尺寸数据和轮廓线。此方法可推广于其它车型非线性悬架的设计计算     

基于聚类的鲁棒最小二乘支持向量机

现实数据集通常是呈非线性分布的,虽然很多最小二乘支持向量机算法利用分治策略可以对这一类数据集进行建模,但是由于子模型缺乏鲁棒性,所建的总体模型易受噪声的干扰进而失效。为了对带有噪声的数据集建模,提出了一种基于聚类的鲁棒的最小二乘支持向量机。首先,使用聚类方法将样本分成几个子数据集,每一个子数据集对可以相应地建立一个局部的最小二乘支持向量机来获取对应子数据集的局部动态性。其次,通过在损失函数里加入一个全局正则化因子,使得局部子模型间能够智能地协调,保证建立的全局模型不仅是光滑连续的,同时具有良好的泛化性和鲁棒性。数学和实际例子表明,对于含有噪声的样本集,所提出的方法具有更好的建模效果。     

圆管内泡沫陶瓷对瓦斯爆炸的抑制特性

为有效抑制瓦斯爆炸冲击波及火焰传播,构建大尺度圆形管道实验装置,对瓦斯预混爆炸过程中泡沫陶瓷对冲击波和火焰传播抑制特性进行研究.结果表明：泡沫陶瓷能够吸收瓦斯爆炸冲击波能量,对火焰和冲击波传播抑制效果明显,泡沫陶瓷挡板厚度及设置层数、位置是典型影响因素.挡板设置位置距点火端距离十分重要,其临界值应为起爆期间火焰传播速度达到最大值位置以内,进而实现对瓦斯爆炸传播与发展的有效抑制.对比双层和单层挡板布置的实验结果,双层布置时冲击波最大超压下降更快.但是,挡板厚度的影响并不明显.设置厚度为50 mm或30 mm的挡板时,测得最大超压的沿程衰减趋势一致,大小也很相近.     

沙墙吸能作用对爆炸冲击波影响的数值分析

由沙袋堆积起来的沙墙对强冲击波具有很好的消波吸能作用,在爆炸实验中对结构有一定的防护作用.沙墙在爆炸冲击波作用下,飞散形成颗粒相,吸收冲击波的能量,降低冲击波对结构的冲击作用.分别使用通用非线性动力学数值计算程序LS-DYNA和自编的多相流程序,计算了某封闭空间中沙墙对爆炸冲击波消波吸能的作用.自编的多相流程序可以计算沙子的飞散,可以考虑对流、辐射传热的吸能作用.LS-DYNA没有这些功能,但是却可以模拟复杂的爆炸与结构相互作用的问题.两种程序对比计算的结果可为使用商业软件LS-DYNA进行类似的复杂数值计算提供参考和修正.     

地基土体对货车与波形梁护栏碰撞效应的影响

公路上正常行驶的车辆一旦操纵失控,安装在路侧的护栏就显得极为重要,可避免车辆直接冲出道路发生致命危险。波形梁护栏是最常见的一种被动防护装置,可有效抵御车辆施加的碰撞荷载。依据常规的设计思路,这种护栏可以利用波形梁板、防阻块和立柱的变形来吸收汽车碰撞所产生的能量。但与实际情况不同的是,在这一过程中忽略了地基土体对碰撞过程可能产生的影响。本文通过分别建立不考虑和考虑地基约束作用的碰撞计算模型来研究土体的贡献。在模拟过程中,分别观测货车的运行轨迹、护栏的变形和土体的变形。此外,也分析了不同部件对碰撞能量的吸收比率。与立柱接触区毗邻的土体因受冲击荷载影响,可能发生剪切失效。整个护栏系统中超过10%的系统能量实际上是由土体吸收的,常用的简化固定基模型跟实际情况有一定的出入。     

汽车保险杠碰撞的数值模拟

根据保险杠低速碰撞试验规范的要求,应用ANSYS/LS-DYNA软件进行汽车保险杠碰撞数值模拟仿真,得到变形、速度、加速度、碰撞力等特征参数,低速碰撞仿真中获得的这些参数可以作为保险杠结构设计的参考依据．利用台车进行保险杠的低速碰撞试验,对仿真结果与试验结果之间存在的误差进行分析,仿真和试验结果都表明简易型保险杠在低速碰撞过程不能充分发挥其缓冲吸能作用并且发生压渍失效,而改进设计后的缓冲吸能式保险杠具有较好的吸能特性和耐撞性能,在发生低速碰撞冲击时能很好地起到保护汽车其他元件的作用。     

汽车消声器性能计算中的气流与温度因素

发动机排气噪声是汽车噪声中一个主要声源,消声器是控制排气噪声的一个重要方法.该文推导出两种消声单元的传递矩阵,在消声器性能计算过程中考虑气流和温度梯度的影响,并采用三维谱图方法研究气流对消声器消声性能的影响.编写了性能计算程序,计算结果与实验结果吻合较好,计算与实验精确性有待进一步提高.