基于声品质的单缸汽油机辐射噪声预测与优化

摘要

噪声主观感受日益受到重视，发动机作为车辆的主要噪声源，其声品质的设计和控制已成为一项重要研究内容，不可忽略。
　　本文以156FMI发动机为研究对象，以发动机的缸内压力为原始激励，模拟仿真发动机的结构辐射噪声，计算发动机辐射声场参考点的声品质。确定对整机辐射噪声声品质影响较大的部件，通过改变这部分部件的结构，研究结构改变对发动机整机结构辐射噪声声品质的影响。
　　适当简化三维模型特征，划分网格、建立有限元模型、模态缩减和建立多体动力学模型，计算发动机表面网格节点的振动速度。
　　建立噪声辐射模型，利用发动机表面振动速度建立边界条件，利用边界元法计算发动机辐射声场，获得声场中指定点的噪声信号，计算这些噪声的响度、尖锐度、粗糙度、波动度和烦恼度等心理声学参数。
　　对5个部件单独进行仿真，得出声品质较恶劣的部件是左侧盖和右侧盖。为验证基于声品质的声源模拟识别结果，选定缸盖和左侧盖，计算二部件近场辐射噪声声品质，对比各近场测点，确定结构修改方案。
　　修改缸盖和左侧盖的结构使二部件各自的辐射噪声声品质均有明显改善。单独修改左侧盖比仅修改缸盖对发动机整机噪声品质改善更为明显。验证了基于声品质的单缸汽油机的辐射噪声预测与优化的可信性。研究过程中探索了以心理声学指标为核心的模拟计算方法，这些方法和主要结论可用于进一步改善声品质工作中。

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字母注释表

第一章 绪论

1.1国内外研究现状

1.2研究目的及意义

1.3研究内容及方案

第二章 理论基础

2.1 多体动力学

2.2 声学理论基础

2.3 有限元法与边界元法的基本理论

2.4 应用软件介绍

2.5 本章小结

第三章 发动机整机声学仿真及声品质分析

3.1 发动机模型网格的划分

3.2 模态分析

3.3 多体动力学模型的建立以及求解

3.4 发动机辐射噪声的仿真分析

3.5 发动机辐射噪声的声品质计算

3.6本章小结

第四章 发动机部件噪声仿真及声品质分析

4.1 主要零部件噪声的计算

4.2零部件辐射噪声声品质的计算及其比较

4.3 待改进部件近场声品质分析

4.4本章小结

第五章 修改结构对声品质参数改进的探究

5.1 结构修改方案的确定

5.2结构修改对整机模态的影响

5.3修改结构之后对于整机辐射噪声声场的影响

5.4修改结构对于零部件辐射噪声声品质的影响

5.5修改结构对整机辐射噪声声品质的影响

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢