壳体零件振动噪声的分析和控制

摘要

由于我国汽车噪声限值法规的日趋严格，作为汽车主要噪声源的发动机的噪声问题也显得日益突出。要对汽车发动机噪声进行控制，就少不了对发动机表面辐射噪声的分析研究，因此，作为发动机表面主要辐射噪声源的壳体零件(如油底壳、排气歧管罩等)的振动噪声的控制就成为一个急需解决的问题。为了满足壳体零件低振动、低噪声的要求，就必须对壳体零件进行动态特性分析和结构动态设计。以实验模态分析为基础的结构动态设计，是近年来振动工程界开展的最广泛的研究领域之一，而计算机技术和各种计算方法（如有限元）的发展，又为结构动态设计的应用创造了更加广阔的环境。 本文通过噪声源识别实验，确认某汽车发动机表面主要噪声辐射源是几种壳体零件——油底壳、排气歧管罩、排气二分管罩，针对这些具体零件，在ANSYS中建立了有限元模型并进行理论模态分析,结果与实验模态基本一致，这表明所建立的有限元模型能有效反映壳体零件的结构动态特性，再利用LS－DYNA对壳体零件进行了振动环境下的瞬态响应分析。重点研究了壳体零件的结构参数、结构形式和壳体振动模态之间的关系。在此基础上，并结合结构动态修改的一般原理，对这三类壳体零件提出了抑制振动响应的结构修改方案。 改进前后的模态、瞬态响应和结构－声场耦合分析结果表明，通过结构修改可以有效的改善壳体零件的结构动态特性，提高壳体零件的自振频率，降低振动能量集中的频段范围内的振动响应，抑制壳体表面辐射噪声，从而达到控制壳体零件振动噪声的目的。