發(fā)布時(shí)間：2018-11-14 18:03

【摘要】：排氣噪聲是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要噪聲源，控制發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲的主要途徑是安裝排氣消聲器。消聲器在降低管道噪聲時(shí)自身殼體受到激勵(lì)有可能產(chǎn)生新的噪聲，所以消聲器聲學(xué)分析應(yīng)包括計(jì)算管道噪聲和殼體輻射噪聲（Shell Noise）。在設(shè)計(jì)消聲器時(shí)如果單獨(dú)考慮其中一個(gè)，則很可能使另一個(gè)性能惡化。以往對(duì)消聲器進(jìn)行聲學(xué)性能計(jì)算時(shí)，只注重消聲器管道噪聲，未考慮壁面振動(dòng)對(duì)消聲性能（聲振耦合）和外場(chǎng)輻射噪聲性能的影響。而研究表明在有些情況下，消聲器殼體的結(jié)構(gòu)輻射噪聲可以和排氣管道噪聲相當(dāng)。因此應(yīng)該同時(shí)考慮這兩個(gè)因素，使消聲器總的聲學(xué)性能到達(dá)最優(yōu)。針對(duì)上述問(wèn)題，本文以排氣消聲器為研究對(duì)象，綜合考慮消聲器的管道噪聲和殼體輻射噪聲兩個(gè)方面，在LMSVirtual.Lab中研究了消聲器的聲學(xué)性能。 首先，在Virtual.Lab Acoustics中建立排氣消聲器聲學(xué)有限元模型，采用兩種不同的方法研究消聲器的傳遞損失：一種采用定義入口質(zhì)點(diǎn)振速的方法；另一種采用AML技術(shù)，直接計(jì)算聲功率的方法。研究結(jié)果表明：兩種方法計(jì)算出來(lái)的結(jié)果高度一致，且采用AML方法計(jì)算步驟簡(jiǎn)單、計(jì)算速度快，對(duì)于大截面管路消聲器也同樣適用，顯示了其計(jì)算方法的優(yōu)越性，為大截面管路消聲器傳遞損失的計(jì)算提供了一種新方法。初步研究了考慮流體流速對(duì)消聲器的傳遞損失特性的影響，結(jié)果表明：入口流速為60m/s時(shí)，對(duì)消聲器傳遞損失在中低頻范圍影響不大，在高頻范圍影響較為明顯。利用AML技術(shù)，研究考慮氣流速度影響下消聲器出口的輻射噪聲，并建立了其插入損失的有限元計(jì)算模型，為插入損失的研究提供了一種仿真方法。 其次，針對(duì)原消聲器聲學(xué)性能設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題，根據(jù)排氣消聲器設(shè)計(jì)理論，，以傳遞損失作為聲學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，在不改變其外形和尺寸的情況下，通過(guò)改變消聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加穿孔結(jié)構(gòu)和多孔吸聲材料等措施，提出了兩種優(yōu)化改進(jìn)方案。為了解決穿孔板小孔劃分網(wǎng)格導(dǎo)致計(jì)算困難的問(wèn)題，選擇在穿孔板兩側(cè)定義傳遞導(dǎo)納來(lái)模擬這些小孔。通過(guò)對(duì)這兩種方案分析評(píng)價(jià)，結(jié)果表明這兩種方案都是可行的，其中以第二種優(yōu)化改進(jìn)方案最佳。最終選定方案二作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并且以方案二改進(jìn)后的消聲器作為下文其聲振耦合和輻射噪聲研究的對(duì)象。 然后，以改進(jìn)方案二設(shè)計(jì)出的消聲器為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)分析，分析和確定消聲器的振動(dòng)源。研究消聲器內(nèi)部聲學(xué)模態(tài)和殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)、耦合模態(tài)，得出了這三種模態(tài)的固有頻率和模態(tài)振型。通過(guò)對(duì)干模態(tài)和耦合模態(tài)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者的固有頻率并不一樣，有一定的差異，表明流體對(duì)消聲器結(jié)構(gòu)模態(tài)有一定的影響�？紤]流體和結(jié)構(gòu)的相互作用，對(duì)消聲器進(jìn)行聲振耦合分析，研究考慮聲振耦合影響下消聲器的聲學(xué)性能。 最后，把聲振耦合后消聲器殼體的振動(dòng)響應(yīng)映射到聲學(xué)網(wǎng)格上作為邊界條件，利用FEM-AML方法建立了消聲器殼體輻射噪聲分析模型。對(duì)消聲器殼體進(jìn)行輻射噪聲預(yù)測(cè)研究，得到了殼體表面的聲壓級(jí)分布和場(chǎng)點(diǎn)網(wǎng)格上輻射噪聲聲壓級(jí)分布。通過(guò)分析場(chǎng)點(diǎn)網(wǎng)格上聲壓級(jí)分布和場(chǎng)點(diǎn)上IO點(diǎn)的聲壓頻率響應(yīng)函數(shù)，結(jié)果表明：消聲器第二階模態(tài)對(duì)輻射噪聲的影響比較大。針對(duì)輻射噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果，給出了排氣消聲器殼體輻射噪聲控制的幾點(diǎn)措施。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB535.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2331901