電容器殼體振動是濾波電容器向外界輻射噪聲的主要來源。為了有效降低電容器殼體的輻射噪聲,提出一種基于電容器頻域特性的低噪聲電容器殼體形貌優(yōu)化方法。通過模態(tài)試驗建立準確的初始電容器殼體輻射噪聲預(yù)測數(shù)值模型,并根據(jù)噪聲預(yù)測結(jié)果識別出貢獻度較大的峰值頻率。結(jié)合電容器殼體自身固有頻率,以降低電容器輻射噪聲為優(yōu)化目標,采用線性加權(quán)法和層次分析法確定形貌優(yōu)化的目標函數(shù),對電容器殼體結(jié)構(gòu)形貌優(yōu)化設(shè)計。再將優(yōu)化重構(gòu)的有限元模型導入LMS Virtual. Lab聲學仿真平臺中進行振動噪聲分析。分析結(jié)果顯示優(yōu)化后的電容器殼體相對優(yōu)化前整體降噪效果較為明顯。 

【文章來源】：噪聲與振動控制. 2020,40(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

低噪聲電容器殼體設(shè)計與分析流程

由于形貌優(yōu)化方法是針對板殼類結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，本文模型僅針對殼體結(jié)構(gòu)進行形貌優(yōu)化，針對電容器殼體的模態(tài)參數(shù)進行優(yōu)化，避開共振頻率，改善其固有振動特性，進而降低殼體振動[10]。本文計算所用的電容器殼體模型采用的1.5 mm的薄鋼板形成，材料參數(shù)為：彈性模量為193 GPa，泊松比為μ=0.3，密度ρ=7 930 kg/m3，電容器殼體模型如圖2所示。有限元模型采用四節(jié)點的四邊形面網(wǎng)格進行網(wǎng)格劃分，共有節(jié)點12 124個，單元數(shù)14 039個。基于此有限元模型進行電容器殼體自由模態(tài)計算，然后與基于PSV-400激光測振儀的測試系統(tǒng)測試的模態(tài)進行對比。

本文所采用的模態(tài)測試方法采用了非接觸激光測振技術(shù)來測量電力電容器殼體的模態(tài)參數(shù)，這種方法避免了傳統(tǒng)模態(tài)實驗中傳感器的附加質(zhì)量對薄壁件的影響，其結(jié)果也相對準確[11]。模態(tài)測試平臺主要由激勵、信號采集和數(shù)據(jù)分析三部分組成，如圖3所示。其中激勵部分為東華激振器和HD5871型功率放大器，激勵信號為掃頻信號，此信號的生成是一種周期性的激勵技術(shù)，在一個樣本采樣過程中，頻率從低頻掃到高頻，因此不需要添加窗函數(shù)仍能保證無頻率泄露問題發(fā)生，并且掃頻激勵信號的能量比其他激勵更高，所以測試得到的頻響函數(shù)（FRF）和相干函數(shù)（Coherency Function）的質(zhì)量更高，模態(tài)測試結(jié)果也更可靠；信號采集部分主要包括PSV-400激光測振儀以及加速度信號傳感器（參考信號）；數(shù)據(jù)分析主要是激光測振儀PSV系統(tǒng)附帶的后處理模塊和LMS Test.Lab模態(tài)分析平臺。對激光測振儀的模態(tài)測試結(jié)果進行模態(tài)置信度（MAC）驗證。在試驗?zāi)B(tài)分析中，MAC用數(shù)學語言解釋的話，主要是各階模態(tài)振型向量間的點積，其計算得到的標量值一般介于0和1之間。如果MAC值接近1，說明這兩個振型向量彼此平行或完全相關(guān)；如果MAC值靠近0，則可以說這兩個振型向量之間相關(guān)性較小，此向量是近似正交的。因此MAC主要描述的是兩個振型向量之間的相似程度[12]，其值越接近0越好。由于測試環(huán)境影響，模態(tài)結(jié)果很難達到0或完全接近0。本次模態(tài)測試取前6階模態(tài)結(jié)果進行MAC驗證，圖4所示為MAC矩陣，測試得到的模態(tài)參數(shù)置信度最大不超過40%，基本符合測試精度要求。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3213837