作為艦船動(dòng)力傳動(dòng)裝置的主要噪聲源之一,齒輪箱的振動(dòng)與噪聲對(duì)艦船隱蔽性及工作性能具有重大影響。齒輪箱所發(fā)出的噪聲絕大部分是以結(jié)構(gòu)噪聲的形式通過(guò)箱體壁面振動(dòng)向外輻射,故對(duì)箱體的聲振特性進(jìn)行分析,繼而降低其振動(dòng)與噪聲水平具有重要意義。本文針對(duì)某大型復(fù)雜齒輪箱箱體展開(kāi)研究,根據(jù)聲振特性分析結(jié)果,通過(guò)在箱體加筋和附加阻尼,達(dá)到減振降噪的目的。對(duì)大型復(fù)雜箱體幾何模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,對(duì)箱體模態(tài)進(jìn)行分析,研究了箱體模態(tài)振型的特點(diǎn);基于模態(tài)疊加理論計(jì)算了簡(jiǎn)諧激勵(lì)下箱體在1～900Hz以?xún)?nèi)關(guān)鍵響應(yīng)點(diǎn)的加速度振動(dòng)級(jí);建立了聲學(xué)分析的速度邊界條件,利用邊界元法求得了齒輪箱體的噪聲輻射特性;對(duì)箱體聲學(xué)板塊貢獻(xiàn)量進(jìn)行分析,將對(duì)箱體聲功率貢獻(xiàn)較大的位置作為重點(diǎn)優(yōu)化區(qū)域�？紤]到箱體多由薄壁結(jié)構(gòu)組成,建立加筋板模型,分析筋的數(shù)量、位置及尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)聲振特性的影響,發(fā)現(xiàn)加筋對(duì)于薄板結(jié)構(gòu)的減振降噪具有較好的效果,其中根據(jù)優(yōu)勢(shì)模態(tài)的模態(tài)振型優(yōu)化加強(qiáng)筋位置、增加筋的截面尺寸（高度、寬度）、增大筋的高寬比均能不同程度降低結(jié)構(gòu)振動(dòng)及噪聲水平。在薄板上附加阻尼,驗(yàn)證阻尼復(fù)合模型的準(zhǔn)確性;研究了阻尼材料參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,并據(jù)此選擇了阻尼材料;... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

大型船用齒輪箱[5]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-添加激勵(lì)，以更高的計(jì)算效率求得了齒輪箱結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。圖1-5所示為箱體表面測(cè)點(diǎn)的計(jì)算值與測(cè)量值比較。圖1-4齒輪箱全有限元模型[15]圖1-5測(cè)點(diǎn)的計(jì)算值與測(cè)量值對(duì)比[17]分析齒輪箱輻射噪聲時(shí)，常用方法包括邊界元法和有限元法，對(duì)于高頻噪聲，通常會(huì)用到統(tǒng)計(jì)能量法等。其中有限元法將聲場(chǎng)離散化成小聲場(chǎng)單元，通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接，由節(jié)點(diǎn)上的聲壓換算求得聲場(chǎng)中的聲壓[19]，在解決大型復(fù)雜齒輪箱聲學(xué)外場(chǎng)輻射問(wèn)題時(shí)，聲場(chǎng)網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)目會(huì)非常巨大，計(jì)算成本高，故該方法并不適用，一般在解決內(nèi)聲場(chǎng)問(wèn)題中多應(yīng)用有限元法[20]。統(tǒng)計(jì)能量法對(duì)于高頻段噪聲具有較為明顯的分析優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)有學(xué)者在艦船齒輪箱高頻噪聲分析中應(yīng)用此法[21,22]，對(duì)于復(fù)雜艦船齒輪箱，該法在劃分子系統(tǒng)、模態(tài)損耗因子的確定等方面仍比較困難。邊界元法在聲學(xué)分析中的應(yīng)用始于上世紀(jì)60年代，Chen[23]較早地通過(guò)結(jié)構(gòu)的表面速度對(duì)輻射噪聲進(jìn)行了預(yù)測(cè)。邊界元法則是根據(jù)空間中場(chǎng)點(diǎn)聲壓與研究對(duì)象外表面速度之間的關(guān)系，通過(guò)結(jié)構(gòu)外表面速度計(jì)算求得聲場(chǎng)特性。由于邊界元法只需要在結(jié)構(gòu)表面劃分二維網(wǎng)格，所以其單元數(shù)量少，計(jì)算量小，適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)。目前在大型艦船齒輪箱的振動(dòng)噪聲分析，逐漸發(fā)展為有限元和邊界元相結(jié)合的分析方法：以有限元法求解振動(dòng)響應(yīng)，將所得結(jié)構(gòu)表面速度作為邊界條件，利用邊界元法求解聲學(xué)響應(yīng)。焦映厚[24]等以立式行星齒輪箱為研究對(duì)象，基于有限元法得到了系統(tǒng)不平衡響應(yīng)，并將其作為聲場(chǎng)激勵(lì)，利用邊界元法對(duì)噪聲輻射進(jìn)行分析；測(cè)試了該齒輪箱在實(shí)際運(yùn)行工況的條件下的噪聲，發(fā)現(xiàn)計(jì)算與實(shí)際檢測(cè)的聲壓級(jí)僅差1%。劉文[14]也利用該方法分析得到齒輪箱在場(chǎng)點(diǎn)的聲壓級(jí)曲線，并與實(shí)際測(cè)量值對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好，?

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-添加激勵(lì)，以更高的計(jì)算效率求得了齒輪箱結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。圖1-5所示為箱體表面測(cè)點(diǎn)的計(jì)算值與測(cè)量值比較。圖1-4齒輪箱全有限元模型[15]圖1-5測(cè)點(diǎn)的計(jì)算值與測(cè)量值對(duì)比[17]分析齒輪箱輻射噪聲時(shí)，常用方法包括邊界元法和有限元法，對(duì)于高頻噪聲，通常會(huì)用到統(tǒng)計(jì)能量法等。其中有限元法將聲場(chǎng)離散化成小聲場(chǎng)單元，通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接，由節(jié)點(diǎn)上的聲壓換算求得聲場(chǎng)中的聲壓[19]，在解決大型復(fù)雜齒輪箱聲學(xué)外場(chǎng)輻射問(wèn)題時(shí)，聲場(chǎng)網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)目會(huì)非常巨大，計(jì)算成本高，故該方法并不適用，一般在解決內(nèi)聲場(chǎng)問(wèn)題中多應(yīng)用有限元法[20]。統(tǒng)計(jì)能量法對(duì)于高頻段噪聲具有較為明顯的分析優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)有學(xué)者在艦船齒輪箱高頻噪聲分析中應(yīng)用此法[21,22]，對(duì)于復(fù)雜艦船齒輪箱，該法在劃分子系統(tǒng)、模態(tài)損耗因子的確定等方面仍比較困難。邊界元法在聲學(xué)分析中的應(yīng)用始于上世紀(jì)60年代，Chen[23]較早地通過(guò)結(jié)構(gòu)的表面速度對(duì)輻射噪聲進(jìn)行了預(yù)測(cè)。邊界元法則是根據(jù)空間中場(chǎng)點(diǎn)聲壓與研究對(duì)象外表面速度之間的關(guān)系，通過(guò)結(jié)構(gòu)外表面速度計(jì)算求得聲場(chǎng)特性。由于邊界元法只需要在結(jié)構(gòu)表面劃分二維網(wǎng)格，所以其單元數(shù)量少，計(jì)算量小，適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)。目前在大型艦船齒輪箱的振動(dòng)噪聲分析，逐漸發(fā)展為有限元和邊界元相結(jié)合的分析方法：以有限元法求解振動(dòng)響應(yīng)，將所得結(jié)構(gòu)表面速度作為邊界條件，利用邊界元法求解聲學(xué)響應(yīng)。焦映厚[24]等以立式行星齒輪箱為研究對(duì)象，基于有限元法得到了系統(tǒng)不平衡響應(yīng)，并將其作為聲場(chǎng)激勵(lì)，利用邊界元法對(duì)噪聲輻射進(jìn)行分析；測(cè)試了該齒輪箱在實(shí)際運(yùn)行工況的條件下的噪聲，發(fā)現(xiàn)計(jì)算與實(shí)際檢測(cè)的聲壓級(jí)僅差1%。劉文[14]也利用該方法分析得到齒輪箱在場(chǎng)點(diǎn)的聲壓級(jí)曲線，并與實(shí)際測(cè)量值對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好，?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]齒輪箱振動(dòng)噪聲分析及其優(yōu)化研究[D]. 王曾.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[2]船用齒輪箱振動(dòng)特性影響分析與減振技術(shù)研究[D]. 程倩.重慶大學(xué) 2018
[3]SEM30齒輪箱約束阻尼減振降噪研究[D]. 馬永方.山東大學(xué) 2016
[4]行星齒輪減速器箱體減振降噪研究[D]. 張?zhí)炷?哈爾濱工程大學(xué) 2015
[5]艦船用減速器殼體結(jié)構(gòu)聲振特性分析[D]. 范永波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3315074