基子结构—声学灵敏度的挖掘机驾驶室内噪声分析与控制

发布时间：2017-05-26 17:15

  本文关键词：基子结构—声学灵敏度的挖掘机驾驶室内噪声分析与控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着挖掘机、推土机、装载机等各种工程机械的广泛使用,工程机械的NVH特性日益受到重视。驾驶员耳旁噪声水平是工程机械NVH特性的重要内容,而研究驾驶员耳旁噪声与驾驶室、车架、框架、减振器等结构的设计变量之间的灵敏度关系,并以此为依据对上述结构进行定点式地改进和优化,能够显著提高工程机械驾驶室内降噪工作的效果和效率,有利于增强工程机械的驾乘舒适性和运行安全性。本文以某型号履带式液压挖掘机为研究对象,将结构有限元法与声学有限元法相结合,建立用于整机NVH特性分析的声固耦合模型,推导了挖掘机驾驶室结构—声学复合设计灵敏度的理论框架,讨论了复合设计灵敏度的物理及工程意义。然后,对挖掘机驾驶室内噪声的灵敏度特性进行了研究,分析了驾驶员右耳耳旁噪声声压级信号峰值对挖掘机上车架和框架各部位的尺寸以及驾驶室六点减振器三个方向上的刚度和阻尼的复合设计灵敏度,由此确定了对驾驶员耳旁噪声影响较大的关键参数。最后,探讨了基于结构—声学复合设计灵敏度的挖掘机结构改进方法,以各关键参数为基础对挖掘机上车架、框架、减振器等结构进行了仿真改进,降低了驾驶员右耳耳旁噪声的声压级峰值,并通过对试制样车的测试检验了改进措施的实际效果。经过改进,驾驶员右耳耳旁噪声的A计权总声压级在仿真中降低了4.98 dB,而在实际测试中的降幅为2.3 dB。与其他类型的挖掘机相比,该型号挖掘机的驾乘舒适性有了较大提升。以上结果表明,以结构—声学复合设计灵敏度为基础进行挖掘机的减振降噪工作,不仅能够取得较好的实际效果,而且能够显著地提高工作效率,在工程实践中是十分可行的。同时,本文基于有限元法对结构封闭声腔开展灵敏度计算,避免了常用的边界元法的不足,使得大型复杂结构的精细动力学分析成为可能,对相关研究具有一定的指导意义。
【关键词】：驾驶员耳旁噪声 结构设计变量 复合设计灵敏度 结构改进
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU621;TB535
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 研究背景与意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 结构设计灵敏度研究14-15
• 1.2.2 声学设计灵敏度研究15-17
• 1.2.3 复合设计灵敏度研究17-18
• 1.2.4 目前研究存在的问题18-19
• 1.3 本文主要内容19-22
• 1.3.1 内容与目标19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 1.3.3 组织结构20-22
• 第2章 挖掘机驾驶室内噪声的复合设计灵敏度模型22-36
• 2.1 挖掘机整机的声固耦合模型22-26
• 2.1.1 建模思路22-23
• 2.1.2 与声场耦合的结构控制方程23
• 2.1.3 与结构耦合的声场控制方程23-26
• 2.1.4 声固耦合控制方程26
• 2.2 驾驶室内噪声的复合设计灵敏度26-29
• 2.2.1 结构设计灵敏度26-27
• 2.2.2 声学设计灵敏度27-28
• 2.2.3 复合设计灵敏度28-29
• 2.3 复合设计灵敏度的性质29-35
• 2.3.1 物理意义29-32
• 2.3.2 工程意义32-33
• 2.3.3 动力学影响要素33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 挖掘机驾驶员耳旁噪声复合设计灵敏度特性36-50
• 3.1 有限元模型的建立与验证36-40
• 3.1.1 有限元模型的建立36-38
• 3.1.2 振动及噪声响应验证38-39
• 3.1.3 灵敏度计算结果验证39-40
• 3.2 驾驶员右耳耳旁噪声的灵敏度特性40-49
• 3.2.1 对上车架及框架尺寸的灵敏度41-46
• 3.2.2 对减振器刚度及阻尼的灵敏度46-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第4章 基于复合设计灵敏度的挖掘机结构改进数值分析50-62
• 4.1 结构改进思路50-52
• 4.2 挖掘机结构改进52-60
• 4.2.1 上车架尺寸改进52-57
• 4.2.2 减振器性能改进57-59
• 4.2.3 综合改进效果59-60
• 4.3 本章小结60-62
• 第5章 基于复合设计灵敏度的挖掘机结构改进试验研究62-68
• 5.1 试验方案设计62-64
• 5.1.1 测试系统62-63
• 5.1.2 测试内容63-64
• 5.2 试验结果分析64-67
• 5.3 本章小结67-68
• 总结与展望68-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文76-78
• 致谢78-79
• 附件79

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