本文關(guān)鍵詞：基于ICA的裝載機(jī)工作泵噪聲研究

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【摘要】：當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化迅猛發(fā)展,工程機(jī)械在鐵路建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著突出的作用。盡管經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械產(chǎn)品的性能有了很大提升,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距。工程機(jī)械的噪聲水平作為評(píng)價(jià)其性能的重要指標(biāo)之一,很多國(guó)家制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作為工程機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻。為了提高產(chǎn)品的性能和沖破日益苛刻的環(huán)保要求壁壘,開拓產(chǎn)品市場(chǎng),不僅要求提升工程機(jī)械基礎(chǔ)零件的制造水平,也對(duì)工程機(jī)械的整機(jī)噪聲控制提出了更高的要求。裝載機(jī)作為應(yīng)用最廣泛的工程機(jī)械之一,包含以發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓工作泵在內(nèi)的多個(gè)噪聲源,且傳遞路徑復(fù)雜。本文以某型號(hào)5t輪胎式裝載機(jī)為研究對(duì)象,通過(guò)液壓模擬工況下的整機(jī)噪聲測(cè)試,發(fā)現(xiàn)裝載機(jī)液壓模擬工況下噪聲聲功率級(jí)為113.34dB(A),略高于中國(guó)GB16710規(guī)定的113dB(A),遠(yuǎn)高于歐盟EN474規(guī)定的107dB(A)。分析了裝載機(jī)潛在的主要噪聲源,通過(guò)1/3倍頻程分析、頻譜分析和頻率識(shí)別得出了工作齒輪泵是液壓模擬工況下的主要噪聲源的結(jié)論,從而確定了以工作齒輪泵作為主要噪聲控制研究對(duì)象。提出要從眾多噪聲源疊加構(gòu)成的混合模型中分離出特定的噪聲源是一個(gè)盲源分離(BSS)問(wèn)題,而獨(dú)立分量分析(ICA)作為最經(jīng)典的盲源分離算法,對(duì)瞬時(shí)線性模型的分離已經(jīng)非常成熟。同時(shí)指出了瞬時(shí)混合模型忽略了信號(hào)在傳輸過(guò)程中的時(shí)間延時(shí)和路徑效應(yīng),大多數(shù)工程實(shí)際情況都不滿足“瞬時(shí)混合”,因此在瞬時(shí)線性混合模型的基礎(chǔ)上研究了考慮信號(hào)延時(shí)效應(yīng)和路徑效應(yīng)的卷積混合模型的盲源分離方法,即基于FastICA的頻域盲源分離算法,并通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了該算法的可行性。在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)9齒工作齒輪泵的噪聲進(jìn)行了測(cè)試,使用頻域盲源分離算法成功地分離并識(shí)別出了齒輪泵噪聲、電機(jī)噪聲和液壓閥等附件噪聲,通過(guò)計(jì)算得出9齒泵噪聲的平均聲壓級(jí)為87.92dB(A)。對(duì)高壓齒輪泵噪聲形成的機(jī)理進(jìn)行了分析,采用了增大齒輪齒數(shù)和齒輪(鼓形齒)修形的噪聲控制策略,并分別通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)噪聲控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證。利用相同的方法提取齒輪泵噪聲,分析結(jié)果表明12齒泵噪聲的凸顯頻率普遍高于9齒泵,但噪聲聲壓級(jí)則降低了0.81dB(A)。通過(guò)鼓形修形和提高齒輪精度,齒輪的泵的噪聲下降了1.53dB(A)。通過(guò)增大齒輪齒數(shù)和齒輪(鼓形齒)修形,齒輪泵的噪聲整體下降了2.34dB(A),噪聲控制效果明顯。
【關(guān)鍵詞】：裝載機(jī) 獨(dú)立分量分析 噪聲源識(shí)別和分離 齒輪泵 齒輪修形
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH243
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 課題的研究背景和意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外工程機(jī)械噪聲控制研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 工程機(jī)械用齒輪泵噪聲控制研究現(xiàn)狀17
• 1.4 工程機(jī)械噪聲源識(shí)別和分離方法17-20
• 1.4.1 傳統(tǒng)噪聲源識(shí)別方法17-18
• 1.4.2 基于聲全息的噪聲源識(shí)別方法18
• 1.4.3 基于現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的噪聲源識(shí)別和分離方法18-20
• 1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 裝載機(jī)主要噪聲源的識(shí)別22-34
• 2.1 裝載機(jī)潛在噪聲源分析22-24
• 2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲22-23
• 2.1.2 液壓系統(tǒng)噪聲23-24
• 2.2 整機(jī)噪聲測(cè)試24-28
• 2.3 主要噪聲源的識(shí)別28-32
• 2.3.1 基本聲學(xué)理論28-31
• 2.3.2 整機(jī)機(jī)外輻射噪聲聲功率級(jí)及主要噪聲源的識(shí)別31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第3章 裝載機(jī)工作齒輪泵噪聲的分離提取34-50
• 3.1 ICA基本理論34-40
• 3.1.1 ICA的數(shù)學(xué)模型34-35
• 3.1.2 ICA的前提假設(shè)35-36
• 3.1.3 ICA的不確定性36
• 3.1.4 時(shí)域模型到頻域模型的轉(zhuǎn)換36-38
• 3.1.5 頻域ICA分離算法的一般流程38-40
• 3.2 頻域ICA分離算法的仿真研究40-45
• 3.3 頻域ICA分離算法在裝載機(jī)工作齒輪泵噪聲分離提取上的應(yīng)用45-48
• 3.3.1 工作齒輪泵的噪聲測(cè)試45-46
• 3.3.2 工作齒輪泵噪聲的分離提取46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 裝載機(jī)工作齒輪泵的優(yōu)化50-60
• 4.1 增大齒輪齒數(shù)50-52
• 4.2 齒輪修形52-57
• 4.2.1 齒向(鼓形齒)修形原理53-54
• 4.2.2 齒向(鼓形齒)修形方法54-56
• 4.2.3 齒向(鼓形齒)修形降噪效果驗(yàn)證56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-60
• 第5章 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果68-70
• 致謝70-71
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表71

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本文編號(hào)：871285