发动机噪声源识别及其控制技术研究

摘要

噪声已经成为评价发动机性能的一项重要指标，因此对发动机进行噪声分析及控制的研究具有理论和实践的重要意义。 本文分析了发动机的主要噪声及其产生原因，采用声强法的理论和方法对某发动机制定了噪声测量方案，并对其进行了噪声测量。应用I-deas软件对测试结果进行分析，通过声强云图很直观地识别出发动机整机的主要噪声源，并计算了该发动机的各表面声功率和整机辐射声功率。 以某发动机前托架为算例，建立了前托架的实体模型和有限元模型。在建立有限元模型时，考虑有限元分析的需要，对前托架局部特征进行了必要的简化处理。通过对前托架有限元模型的收敛性分析，综合考虑求解规模与计算精度，采用10mm四面体十节点二次单元。在以上分析的基础上，采用兰索斯法对前托架进行自由模态分析，获得了它的模态参数，为结构的降噪提供了依据。 通过对某发动机的前托架进行结构优化设计，获得了优化后的前托架模型。优化前后模型的模态分析结果表明，前托架的刚度得到了有效的提高，从而有效的降低了前托架的辐射噪声，为发动机的整机降噪奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.引言

1.1开展噪声研究的意义

1.2国内外内燃机噪声研究的现状

1.3本文的主要工作

2.声强的测量

2.1声强测量的发展过程

2.2声强测量理论

2.2.1声强测量的基本原理

2.2.2声强测量的频域分析法

2.2.3双传声器探头

2.3声强测量仪器

2.4声强测量误差分析

2.4.1声强法测量误差

2.4.2试验条件对测量结果的影响

2.5标定

2.5.1相位失配标定

2.5.2指向性能标定

2.5.3测量精度标定

2.6声强测量的优势

2.7本章小结

3.噪声源的识别

3.1发动机主要噪声及其产生原因

3.1.1结构振动噪声

3.1.2空气动力噪声

3.2噪声源识别理论与方法

3.2.1噪声源识别的传统方法

3.2.2噪声源识别的信号分析方法

3.3本章小结

4.发动机整机噪声测试

4.1用声强法测量声功率的相关标准

4.2发动机噪声测试实验

4.2.1噪声测量的试验机的主要参数

4.2.2测量环境及设备

4.2.3测量点布置

4.2.4测试过程

4.3测试结果处理

4.4发动机辐射声功率的计算

4.4.1发动机各表面声功率的计算

4.4.2整机辐射声功率的计算

4.5测量结果的误差分析

4.6本章小结

5.发动机前托架的噪声优化控制

5.1结构动态分析理论基础

5.1.1结构模态分析的理论

5.1.2结构动力学分析的有限元法

5.2某发动机前托架有限元建模及模态分析

5.2.1建模方法的选择

5.2.2模型的简化与实体模型的建立

5.2.3基于模态收敛分析的前托架有限元网格模型的建立

5.2.4前托架模态结果

5.3前托架的噪声优化控制

5.3.1发动机开发过程中的结构优化

5.3.2某发动机前托架的优化设计

5.3.3优化过程及结果分析

5.4本章小结

6.全文总结与展望

6.1全文研究总结

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢