本文關鍵詞：聽小骨消聲器的聲學特性分析與優(yōu)化設計

  更多相關文章： 消聲器 響應面法 試驗設計 穩(wěn)健性優(yōu)化設計 不確定性 遺傳算法

【摘要】：噪聲污染是當今社會的四大污染之一,并且隨著工業(yè)的發(fā)展而日益嚴重,對人的身心健康產生了嚴重影響�？剐韵暺鹘Y構簡單、易于清潔,對低、中頻噪聲有較好的消聲效果,常被用于抑制排氣管道和通風管道內的噪聲。提高抗性消聲器的消聲性能,同時減小其體積和質量,是對抗性消聲器進行設計和優(yōu)化的主要內容。本文建立了新型抗性消聲器—聽小骨消聲器的三維有限元模型和基于平面波理論的一維簡化模型,對其聲學特性進行了分析,闡述了消聲原理,采用控制變量法對消聲器的相關參數(shù)進行了研究。為了改善聽小骨消聲器的消聲性能,降低其質量,本文基于響應面法對聽小骨消聲器的結構參數(shù)進行了確定性優(yōu)化和不確定性優(yōu)化。采用中心組合試驗設計獲得樣本點,利用響應面法構造二次多項式響應面模型,并檢驗了響應面模型的擬合精度。利用響應面模型結合NSGA-II遺傳算法的方式對消聲器的結構參數(shù)進行了優(yōu)化設計。在優(yōu)化過程中,以消聲器低頻和寬頻的平均傳遞損失作為優(yōu)化目標,以消聲器的結構參數(shù)(進出口管道寬度、封閉腔深度、封閉腔長度)作為優(yōu)化變量。通過對聽小骨消聲器聲學特性的分析,發(fā)現(xiàn)通過選擇合適的設計參數(shù),可以使消聲器具有較寬的消聲頻帶,并且擴張腔體積并不是影響其消聲性能的關鍵因素,因此可以使消聲器的結構更加緊湊。優(yōu)化后消聲器的消聲性能得到改善,質量減輕,表明了響應面法和遺傳算法相結合的消聲器結構參數(shù)優(yōu)化方法的有效性。將不確定性及穩(wěn)健性理論引入到聽小骨消聲器的優(yōu)化設計中,提高了消聲器的消聲效果,降低了優(yōu)化目標對設計參數(shù)波動的敏感性,具有一定的工程應用價值。
【關鍵詞】：消聲器 響應面法 試驗設計 穩(wěn)健性優(yōu)化設計 不確定性 遺傳算法
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB535.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 消聲器的研究概況11-14
• 1.2.1 消聲器研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 聽小骨消聲器概述12
• 1.2.3 消聲器性能的主要研究方法12-14
• 1.3 近似模型和不確定性優(yōu)化方法14-17
• 1.3.1 近似模型在優(yōu)化中的應用14-16
• 1.3.2 不確定性優(yōu)化方法16-17
• 1.4 本文研究內容17-19
• 第2章 消聲器基本理論19-34
• 2.1 聲學基本理論19-23
• 2.1.1 聲壓基本概念19-20
• 2.1.2 理想流體介質中的基本方程20-23
• 2.2 消聲器分類23-30
• 2.2.1 阻性消聲器24-25
• 2.2.2 抗性消聲器25-30
• 2.2.3 阻抗復合式消聲器30
• 2.3 消聲器性能評價30-33
• 2.3.1 消聲器聲學性能30-32
• 2.3.2 消聲器空氣動力性能32-33
• 2.3.3 消聲器結構性能33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 聽小骨消聲器模型及其參數(shù)研究34-50
• 3.1 聽小骨消聲器模型的建立34-40
• 3.1.1 基于中耳原理的聽小骨消聲器模型34-35
• 3.1.2 有限元模型的建立35-40
• 3.2 采用平面波理論的分析40-45
• 3.3 參數(shù)研究45-49
• 3.3.1 封閉腔形狀45-47
• 3.3.2 單擺系統(tǒng)的轉動慣量47-49
• 3.4 本章小結49-50
• 第4章 基于響應面法的聽小骨消聲器優(yōu)化設計50-67
• 4.1 試驗設計50-54
• 4.2 響應面法的基本理論54-57
• 4.2.1 響應面模型的建立54-56
• 4.2.2 響應面模型的誤差分析56-57
• 4.3 基于響應面法的聽小骨消聲器的結構優(yōu)化57-66
• 4.3.1 響應面模型建立59-60
• 4.3.2 響應面模型誤差分析60-62
• 4.3.3 基于響應面法和遺傳算法的消聲器結構優(yōu)化62-66
• 4.4 本章小結66-67
• 第5章 聽小骨消聲器結構的不確定性優(yōu)化67-78
• 5.1 穩(wěn)健性優(yōu)化設計的概念和基本原理67-69
• 5.1.1 穩(wěn)健性設計的概念67-68
• 5.1.2 穩(wěn)健性設計的基本原理68-69
• 5.2 穩(wěn)健性優(yōu)化設計的方法69-75
• 5.2.1 6σ穩(wěn)健性設計的概念71-73
• 5.2.2 6σ穩(wěn)健性優(yōu)化設計的方法73-75
• 5.3 聽小骨消聲器的 6σ 穩(wěn)健性優(yōu)化75-77
• 5.4 本章小結77-78
• 結論78-80
• 參考文獻80-86
• 致謝86-87
• 附錄A（攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文）87

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本文編號：940083