發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 15:15

  本文關(guān)鍵詞：船用中速柴油機(jī)振動與噪聲分析及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 柴油機(jī) 振動 噪聲 計(jì)算 減振器 優(yōu)化

【摘要】：柴油機(jī)聲振特性是衡量其品質(zhì)優(yōu)劣的一項(xiàng)重要依據(jù)，近幾年柴油機(jī)振動與噪聲控制技術(shù)也成為柴油機(jī)研發(fā)人員著重關(guān)注的領(lǐng)域。在柴油機(jī)研發(fā)的初始階段計(jì)算分析柴油機(jī)表面振動及輻射噪聲并根據(jù)結(jié)果對柴油機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，有利于節(jié)省研發(fā)成本，提高研發(fā)效率，更能適應(yīng)當(dāng)今嚴(yán)格的振動噪聲法規(guī)。本課題通過對某船用中速柴油機(jī)進(jìn)行模型建立，分別用有限元軟件和邊界元軟件進(jìn)行振動響應(yīng)計(jì)算和輻射噪聲計(jì)算，從而對模型進(jìn)行優(yōu)化并驗(yàn)證，具體工作如下： 1、完善了柴油機(jī)整機(jī)三維實(shí)體模型。在原有柴油機(jī)三維模型的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了對整機(jī)振動噪聲影響較大的罩板，以提高振動與噪聲預(yù)測的準(zhǔn)確性。 2、建立柴油機(jī)整機(jī)有限元模型，，計(jì)算了油底殼及整機(jī)（有減振器和無減振器兩種情況）的固有模態(tài)，得到其固有頻率和模態(tài)振型，研究兩種情況下固有頻率和振型變化規(guī)律，為后續(xù)研究提供指導(dǎo)。 3、柴油機(jī)時(shí)域、頻域振動響應(yīng)計(jì)算及傳遞路徑分析。將現(xiàn)有的柴油機(jī)各主要激勵力加載到有減振器和無減振器的柴油機(jī)有限元模型上，計(jì)算并分析兩種情況下振動響應(yīng)，以振動烈度評價(jià)減振器的減振效果，證明了整機(jī)建模中減振器的必要性與本模型中減振器建模的合理性；同時(shí)通過頻域計(jì)算結(jié)果得到噪聲分析的邊界條件；在柴油機(jī)的各個(gè)部位選取典型節(jié)點(diǎn)，計(jì)算由氣缸壓力引起的三條傳遞路徑（缸蓋作用力，缸套側(cè)推力和主軸承所受壓力）以及氣閥敲擊力單獨(dú)加載時(shí)典型節(jié)點(diǎn)的振動響應(yīng)情況，并以振動烈度為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，得到了四種激勵力單獨(dú)作用時(shí)各自所占能量的百分比。 4、聲學(xué)計(jì)算分析。對整機(jī)模型進(jìn)行邊界元網(wǎng)格劃分，用軟件LMS Virtual.Lab對整機(jī)輻射聲場分析預(yù)測；對整機(jī)表面輻射聲場進(jìn)行實(shí)際測量，比較仿真值與實(shí)測值，證明邊界元模型的合理性。計(jì)算柴油機(jī)頂端罩蓋、觀察窗處罩板和油底殼的結(jié)構(gòu)聲學(xué)靈敏度。計(jì)算結(jié)果表明，增大油底殼底面及側(cè)面厚度一定程度上能實(shí)現(xiàn)噪聲優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 振動 噪聲 計(jì)算 減振器 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.121.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 課題有關(guān)的國內(nèi)外研究背景分析11-13
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線13-15
• 1.3.1 論文研究主要內(nèi)容13-14
• 1.3.2 技術(shù)路線14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第2章 理論基礎(chǔ)及軟件計(jì)算平臺16-25
• 2.1 結(jié)構(gòu)動力學(xué)基本理論16-20
• 2.1.1 動力學(xué)方程的建立16-17
• 2.1.2 模態(tài)分析理論17-18
• 2.1.3 結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析理論18-20
• 2.2 輻射聲場理論20-23
• 2.2.1 聲波方程20-21
• 2.2.2 簡諧振動中霍爾木茲方程21-22
• 2.2.3 霍爾木茲聲學(xué)邊界元方程22-23
• 2.3 MSC. PATRAN 及 MSC .NASTRAN 簡介23-24
• 2.4 LMS.VIRTUAL LAB 簡介24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 柴油機(jī)模型的建立25-37
• 3.1 研究對象25
• 3.2 柴油機(jī)三維實(shí)體模型及有限元模型的建立25-28
• 3.3 柴油機(jī)重要零部件及整機(jī)模態(tài)分析28-36
• 3.3.1 油底殼有限元模態(tài)分析28-31
• 3.3.2 MAN 8L21/31 型柴油機(jī)減振器簡介31
• 3.3.3 有減振器柴油機(jī)整機(jī)模態(tài)分析31-33
• 3.3.4 無減振器柴油機(jī)整機(jī)模態(tài)分析33-35
• 3.3.5 模態(tài)求解結(jié)果分析35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 柴油機(jī)振動響應(yīng)計(jì)算及傳遞路徑分析37-67
• 4.1 柴油機(jī)相關(guān)激勵力的確定37-42
• 4.1.1 氣缸蓋所受到的壓力37-38
• 4.1.2 主軸承作用力38-40
• 4.1.3 活塞側(cè)推力40-41
• 4.1.4 氣閥落座力41-42
• 4.2 柴油機(jī)時(shí)域響應(yīng)計(jì)算分析42-54
• 4.2.1 有減振器瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算43-48
• 4.2.2 無減振器瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算48-54
• 4.3 整機(jī)表面振動測試54-57
• 4.3.1 測試對象及工況54
• 4.3.2 測試依據(jù)及方法54-55
• 4.3.3 測量系統(tǒng)及測點(diǎn)布置55-56
• 4.3.4 測試結(jié)果56-57
• 4.4 減振器減振效果分析57-59
• 4.5 柴油機(jī)振動傳遞路徑分析59-62
• 4.5.1 傳遞路徑組合方式59
• 4.5.2 振動響應(yīng)計(jì)算59-62
• 4.6 有罩板的柴油機(jī)整機(jī)頻率響應(yīng)計(jì)算62-65
• 4.7 本章小結(jié)65-67
• 第5章 柴油機(jī)噪聲計(jì)算及優(yōu)化67-83
• 5.1 柴油機(jī)邊界元模型67-68
• 5.2 聲學(xué)計(jì)算邊界條件的加載68-69
• 5.3 場點(diǎn)的建立69
• 5.4 輻射噪聲計(jì)算69-73
• 5.4.1 柴油機(jī)表面聲壓及聲場中聲強(qiáng)分布69-72
• 5.4.2 空間場點(diǎn)聲強(qiáng)頻譜72-73
• 5.5 柴油機(jī)輻射噪聲測試73-76
• 5.5.1 測點(diǎn)的布置73
• 5.5.2 測試系統(tǒng)的構(gòu)成73-74
• 5.5.3 表面輻射噪聲實(shí)測結(jié)果74-76
• 5.6 聲壓仿真結(jié)果和測試結(jié)果對比76-79
• 5.7 整機(jī)結(jié)構(gòu)靈敏度分析79-80
• 5.8 聲學(xué)優(yōu)化方案評估80-82
• 5.9 本章小結(jié)82-83
• 第6章 結(jié)論與展望83-85
• 6.1 結(jié)論83-84
• 6.2 展望84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻(xiàn)86-88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1019413