【摘要】：汽車行業(yè)經(jīng)過一百多年的發(fā)展后,噪聲問題成為了人們關(guān)注的一個焦點,車內(nèi)噪聲已經(jīng)成為評價汽車舒適性的一個非常重要的指標(biāo)。有研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)汽車在起步、怠速和停止的時候,此時發(fā)動機(jī)聲音較小,但有時仍然會出現(xiàn)高頻率、刺耳的聲音,影響車內(nèi)舒適性,這就是汽車發(fā)電機(jī)的噪聲。這種刺耳聲音的存在,會使人產(chǎn)生不適感,所以有必要研究車用發(fā)電機(jī)的噪聲及其控制方法,從而提高汽車舒適性。本文以某廠家汽車發(fā)電機(jī)為研究對象,主要對其進(jìn)行了噪聲特性分析、電磁場分析、模態(tài)分析、振動響應(yīng)分析、聲輻射分析以及噪聲控制方法的研究。本文開展的主要研究內(nèi)容如下:1、首先對一批不同型號的車用發(fā)電機(jī)進(jìn)行了噪聲臺架試驗,以及測量了一臺用于對標(biāo)的某知名廠家的車用發(fā)電機(jī),試驗時參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T10069.1-2004[41]。并根據(jù)試驗?zāi)康闹贫讼鄳?yīng)的試驗工況,即空載勻加速工況、滿載勻加速工況以及不同負(fù)載的勻加速工況。并對噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理分析,得到了車用發(fā)電機(jī)的噪聲特性。2、以某一型號車用發(fā)電機(jī)為研究對象,針對噪聲試驗時出現(xiàn)的噪聲過大的問題,利用電磁場分析軟件對其進(jìn)行了內(nèi)部電磁場分析,分別得到了定子內(nèi)齒面上的徑向、切向磁通密度分布特性以及電磁力特性,從計算結(jié)果看出,車用發(fā)電機(jī)主要受到徑向電磁力的作用。3、建立了車用發(fā)電機(jī)的三維模型,主要包括前端蓋、定子鐵芯、定子繞組以及后端蓋,然后利用有限元分析軟件建立了車用發(fā)電機(jī)的有限元模型,首先對其進(jìn)行自由模態(tài)分析,并通過模態(tài)試驗驗證有限元模型的準(zhǔn)確性。以此有限元模型為基礎(chǔ)進(jìn)行約束模態(tài)分析,求得車用發(fā)電機(jī)的模態(tài)特性。4、將計算出的電磁力導(dǎo)入到車用發(fā)電機(jī)有限元模型上進(jìn)行振動響應(yīng)分析,得到車用發(fā)電機(jī)頻譜上的振動特性,并將振動響應(yīng)結(jié)果導(dǎo)入到聲學(xué)仿真軟件里面利用聲學(xué)邊界元法進(jìn)行聲輻射計算,得到車用發(fā)電機(jī)的場點聲壓分布以及頻譜上的聲壓特性。并將計算出的聲壓頻譜曲線與噪聲試驗得到的聲壓頻譜曲線進(jìn)行對比分析,驗證可知仿真結(jié)果較為準(zhǔn)確,可用于進(jìn)一步分析。5、針對車用發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的噪聲問題,綜合考慮下本文選用兩種優(yōu)化方式進(jìn)行優(yōu)化對比,一是增大定子鐵芯軛部厚度以增大定子剛度;二是在定子裸露的外表面粘貼約束阻尼。利用本文所用的電磁噪聲仿真流程分別對兩種優(yōu)化方式的效果進(jìn)行了計算,結(jié)果表明兩種方式均起到了較好的降噪效果,并綜合比較了兩種優(yōu)化方式的優(yōu)劣。
【圖文】：

圖 2.2 電機(jī)噪聲測試布置圖聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用德國 HeadAcoustics 的 HS100-6102時采集 30 個通道的數(shù)據(jù)。分析系統(tǒng)選用該公司的 HEAD 所示，，此界面分為數(shù)據(jù)源池、過濾池、分析池、統(tǒng)計池以將采集得到的各通道的原始時域信號經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)處，如頻譜分析，階次分析等。試驗所用麥克風(fēng)選用 G.R.，麥克風(fēng)如圖 2.5 所示，此型號的麥克風(fēng)頻率響應(yīng)范圍為dB 的聲壓級，完全可以滿足本次電機(jī)噪聲測試的要求。采集轉(zhuǎn)速信號，如圖 2.6 所示，使用時在參考旋轉(zhuǎn)軸上貼光頭對準(zhǔn)感光紙，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)使感光紙經(jīng)過轉(zhuǎn)速傳感器感光一個脈沖信號，從而準(zhǔn)確讀取到轉(zhuǎn)速信號。

圖 2.2 電機(jī)噪聲測試布置圖聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用德國 HeadAcoustics 的 HS100-6102，時采集 30 個通道的數(shù)據(jù)。分析系統(tǒng)選用該公司的 HEAD 所示，此界面分為數(shù)據(jù)源池、過濾池、分析池、統(tǒng)計池以將采集得到的各通道的原始時域信號經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)處，如頻譜分析，階次分析等。試驗所用麥克風(fēng)選用 G.R.A，麥克風(fēng)如圖 2.5 所示，此型號的麥克風(fēng)頻率響應(yīng)范圍為dB 的聲壓級，完全可以滿足本次電機(jī)噪聲測試的要求。采集轉(zhuǎn)速信號，如圖 2.6 所示，使用時在參考旋轉(zhuǎn)軸上貼光頭對準(zhǔn)感光紙，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)使感光紙經(jīng)過轉(zhuǎn)速傳感器感光一個脈沖信號，從而準(zhǔn)確讀取到轉(zhuǎn)速信號。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.631

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本文編號：2560557