工程機(jī)械行業(yè)是我國(guó)改革開放以來發(fā)展最快、對(duì)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)影響最大的行業(yè)之一,其產(chǎn)品已成為出口創(chuàng)匯的主力產(chǎn)品之一,我國(guó)也已成為名副其實(shí)的工程機(jī)械制造大國(guó),但我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品的總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然要落后,尤其涉及工程機(jī)械振動(dòng)、噪聲、排放等方面的水平與世界工程機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)還存在較大差距,產(chǎn)品難以批量進(jìn)入發(fā)達(dá)地區(qū)的市場(chǎng)。隨著現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展,工程機(jī)械愈來愈向著復(fù)雜化、大型化和輕量化方向發(fā)展,其振動(dòng)和噪聲問題顯得更加突出。因此,工程機(jī)械NVH性能的控制成了產(chǎn)品升級(jí)換代、提高產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑之一。工程機(jī)械駕駛室噪聲水平作為衡量工程機(jī)械NVH性能的重要指標(biāo)之一,它是工程機(jī)械NVH性能控制的關(guān)鍵和難點(diǎn)。眾所周知,工程機(jī)械駕駛室通常含有大量薄板類結(jié)構(gòu),而薄板振動(dòng)而引起的聲輻射和聲振耦合問題則是聲學(xué)工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來,在車輛輕量化發(fā)展過程中,由駕駛室結(jié)構(gòu)聲場(chǎng)耦合所產(chǎn)生的低沉轟鳴聲,已成為車內(nèi)噪聲的主要噪聲源之一,嚴(yán)重影響了駕乘人員的乘坐舒適性。因此,針對(duì)駕駛室內(nèi)的低頻噪聲問題,研究結(jié)構(gòu)聲場(chǎng)耦合機(jī)理及其耦合特性,對(duì)提高車輛駕駛室的聲學(xué)設(shè)計(jì)水平、降低低頻耦合噪聲具有重要的應(yīng)用價(jià)值。此... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：158 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

工程機(jī)械駕駛室的結(jié)構(gòu)–聲腔有限元模型

第一章 緒論近年來，邊界元法受到了國(guó)內(nèi)外越來越多的工程技術(shù)人員和學(xué)者者的廣泛重視，使得邊界單元法發(fā)展較為迅速，并涌現(xiàn)出了大量的理論研究成果[58][ 59][ 60][ 61][62][ 63][ 64][ 65][6][ 67][ 68][ 69][70]。S. Suzuki 采用邊界元法對(duì)一個(gè)復(fù)雜形狀的腔內(nèi)部的噪聲問題進(jìn)行了分析[71]。C. Cheng 利用多域邊界元法研究了薄板結(jié)構(gòu)的聲輻射問題[72]。Wu 對(duì)多域邊界元法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并在消聲器的聲學(xué)計(jì)算中取得成功[73],[74]。M. Fischer[75]，Z.S. Chen[76]提出了快速多極邊界元法，提高了矩陣與向量相乘的計(jì)算速度，從而降低了傳統(tǒng)邊界元法求解的存儲(chǔ)量和計(jì)算量，提高了聲學(xué)邊界元法的計(jì)算效率。后來，又發(fā)展出了時(shí)域瞬態(tài)邊界元法[77],[78]。趙鍵利用域內(nèi)Helmholtz 積分方程建立了補(bǔ)充方程式，并通過與 Helmholts 積分方程的結(jié)合，解決了任意頻率下的結(jié)構(gòu)聲輻射求解的問題[14,79]。張勝勇采用三次 B 樣條函數(shù)作為邊界元法的插值形函數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲輻射的計(jì)算進(jìn)行了研究，并取得了較好的計(jì)算精確度[80]。黎勝采用邊界元法計(jì)算結(jié)構(gòu)振動(dòng)輻射聲場(chǎng)，結(jié)合有限元法計(jì)算了彈性板表面聲壓、場(chǎng)點(diǎn)聲壓及輻射聲功率，并將仿真結(jié)果與理論值進(jìn)行了比較[81][82]。王麗麗基于有限元/邊界元法，對(duì)模擬艙室結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻射聲場(chǎng)仿真與實(shí)驗(yàn)（如圖 1.3 所示），對(duì)模擬艙室結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)，將仿真計(jì)算與模態(tài)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了 FE/BE 模型的正確性[83]。石廣田利用Simpack 軟件建立高速列車與軌道之間的耦合動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算得到了在軌道不平順譜激勵(lì)下的輪軌垂向力，并施加到高架箱梁結(jié)構(gòu)的有限元模型中，計(jì)算了高架箱梁表面的振動(dòng)響應(yīng)，通過將箱梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)作為聲學(xué)邊界條件，采用間接邊界元法對(duì)其進(jìn)行了聲輻射計(jì)算分析。研究結(jié)果表

合線性保守振子間的功率流動(dòng)與兩個(gè)振子的平均能量差成正比，為統(tǒng)計(jì)能量法的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。隨后，大量的學(xué)者利用統(tǒng)計(jì)能量法對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行研究，使其得到了快速的發(fā)展。R.Wentang 利用統(tǒng)計(jì)能量法預(yù)測(cè)了在噪聲源激勵(lì)下的室內(nèi)封閉聲場(chǎng)，并且預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間具有較好的一致性[108]。H.Chen 對(duì)比分析了噪聲路徑分析法（TPA）和 SEA 理論模型，并將其應(yīng)用于某輕卡的車內(nèi)噪聲預(yù)測(cè)分析中[109]。J.E. Manning 利用統(tǒng)計(jì)能量法對(duì)封閉聲腔的 100~500 Hz 中頻結(jié)構(gòu)噪聲進(jìn)行了分析，給出了計(jì)算模態(tài)密度和中頻耦合系數(shù)過程需要注意的事項(xiàng)[110]。C. Musser 基于統(tǒng)計(jì)能量法建立了一個(gè)典型的車廂內(nèi)部及周圍結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的計(jì)算模型，研究了吸聲材料的分布變化對(duì)車內(nèi)場(chǎng)點(diǎn)聲學(xué)響應(yīng)的影響[111]。P.Moron 采用統(tǒng)計(jì)能量法對(duì)整車的 NVH 設(shè)計(jì)和開發(fā)目標(biāo)進(jìn)行了設(shè)定，提出了解決模型驗(yàn)證、貢獻(xiàn)度分析、設(shè)計(jì)靈敏度分析及結(jié)構(gòu)部件優(yōu)化的設(shè)計(jì)理念[112]。此外，國(guó)內(nèi)學(xué)者也利用統(tǒng)計(jì)能量法展開了大量的研究。靳曉雄利用統(tǒng)計(jì)能量分析法對(duì)轎車內(nèi)室噪聲進(jìn)行仿真計(jì)算，研究發(fā)現(xiàn) 400~5000 Hz 頻率范圍內(nèi) SEA 模型的計(jì)算結(jié)果與車內(nèi)聲壓水平實(shí)測(cè)值的誤差較小[113]。王登峰采用實(shí)驗(yàn)方法分別確定了各子系統(tǒng)的模態(tài)密度、內(nèi)損耗因子和耦合損耗因子，建立了統(tǒng)計(jì)能量分析模型，將分析預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較[114]。吳健基于 FE-SEA 混合法建立高速列車車體鋁型材振動(dòng)聲輻射預(yù)測(cè)模型（如圖 1.5 所示），并與 FE-BEM 模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證模型的有效性[115]。陳麗麗等人通過對(duì)汽車行駛時(shí)車身振動(dòng)加速度的測(cè)試，選取具有代表性的車身部件建立了整車 SEA 模型，計(jì)算了模型的基本參數(shù)和激勵(lì)輸入，并對(duì)比了使用統(tǒng)計(jì)能量分析法得出的數(shù)值仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)方法對(duì)比分析[J]. 劉寧寧,李文靜,王巖松,章偉,郭輝.  現(xiàn)代制造工程. 2016(10)
[2]基于板件貢獻(xiàn)分析的裝載機(jī)駕駛室低噪聲設(shè)計(jì)[J]. 張俊紅,李忠鵬,畢鳳榮,王健,何文運(yùn),朱傳峰,田雨.  振動(dòng).測(cè)試與診斷. 2016(03)
[3]支持向量機(jī)在汽車加速車內(nèi)聲品質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 賀巖松,涂梨娥,徐中明,張志飛,謝耀儀.  汽車工程. 2015(11)
[4]轎車駕駛艙噪聲的測(cè)試與分析[J]. 陳麗麗,楊碩,劉江,宣海楓,王威,李劍敏.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]基于FE-SEA混合法的鋁型材振動(dòng)聲輻射特性預(yù)測(cè)[J]. 吳健,肖新標(biāo),張玉梅,圣小珍.  噪聲與振動(dòng)控制. 2015(03)
[6]基于FEM/BEM法的模擬艙室結(jié)構(gòu)聲輻射仿真與試驗(yàn)[J]. 王麗麗,李舜酩,程春,李紀(jì)永.  噪聲與振動(dòng)控制. 2015(02)
[7]高鐵板式軌道區(qū)段箱梁結(jié)構(gòu)噪聲輻射分析[J]. 石廣田,楊新文,張小安,楊建近.  噪聲與振動(dòng)控制. 2015(01)
[8]基于LS-SVM算法的加速車內(nèi)噪聲品質(zhì)評(píng)價(jià)模型[J]. 肖淙文,王巖松,石磊.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[9]船舶機(jī)艙模型振聲環(huán)境預(yù)報(bào)與控制[J]. 梁炳南,于洪亮,蔡延年.  噪聲與振動(dòng)控制. 2014(06)
[10]汽車聲品質(zhì)研究綜述[J]. 賀巖松,涂梨娥,徐中明,張志飛.  汽車工程學(xué)報(bào). 2014(06)

博士論文
[1]基于面板聲學(xué)貢獻(xiàn)度的封閉空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)聲場(chǎng)分析的若干關(guān)鍵問題研究[D]. 肖悅.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[2]汽車聲品質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)及方法研究[D]. 謝軍.吉林大學(xué) 2009
[3]結(jié)構(gòu)—聲學(xué)耦合分析及其波函數(shù)法研究[D]. 何雪松.華中科技大學(xué) 2008
[4]基于雙耳聽覺模型的車內(nèi)聲品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)方法研究[D]. 梁杰.吉林大學(xué) 2007
[5]板結(jié)構(gòu)輻射聲的聲品質(zhì)基礎(chǔ)理論研究[D]. 喬宇鋒.華中科技大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于機(jī)器視覺的蔬菜種子質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 全勝.湖南大學(xué) 2017
[2]工程機(jī)械聲品質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究[D]. 侯曉蕊.山東大學(xué) 2013
[3]赫姆霍茲消聲器的消聲性能研究[D]. 劉文文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]汽車聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)與分析方法研究[D]. 楊雯.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[5]聲場(chǎng)與結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)的模態(tài)分析與靈敏度計(jì)算[D]. 高劍.大連理工大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3057988