汽车排气消声器传递损失分析和优化

发布时间：2017-08-30 13:02

  本文关键词：汽车排气消声器传递损失分析和优化

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【摘要】：当今汽车工业快速发展,人们对汽车舒适度的要求越来越高,随着大排量、高速汽车的发展,排气噪声对汽车噪声和乘坐舒适度影响越来越大。有必要对排气降噪进行研究,进而改善消声器性能,提高乘坐舒适度,降低汽车噪声污染。 常规理论研究方法主要包含边界元法、有限元分析法、多维解析法和传递矩阵法等。传递矩阵法存在于一维空间,求解便捷但频率适用范围有限;有限元和边界元法属于频域范畴,虽然两者间适应性好,但计算速度慢；多维解析法运算结果更准确,但运算速度较慢。该文基于某重型汽车消声器,将声学有限元分析方法应用于消声器传递损失研究,仿真得出传递损失变化曲线,综合分析曲线得到排气消声器最优结构参数。 主要研究内容有：简化消声器三维模型,包络形成声学四面体网格模型,采用有限元法分析传递损失,优化消声器内部结构提高声学性能。消声器进出入管上大量穿孔的存在不利于划分声学网格,针对这一问题采用传递导纳关系模拟替代；只对有气流流通的包络区域进行声学建模,通过二维面网格旋转、拉伸得到三维体网格；设定边界条件进行声学有限元仿真得到传递损失变化曲线；改变穿孔板的穿孔大小、内部腔室体积和主气流通道的位置,探究这些结构参数对传递损失的影响,根据分析结果结合已有经验综合考虑降噪效果、实际加工难度及成本因素得出最优参数,并依据该参数更新模型,再次进行传递损失分析,结果表明传递损失得到有效提高,取得了令人满意的结果。最后在声学分析基础上,分别对优化后的消声器进行声学及结构模态分析,为避免消声器在固有频率处共振提供理论依据,提高排气消声器降噪性能。
【关键词】：消声器 降噪 有限元仿真 传递损失 LMS Virtual.Lab
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U464.134.4;TB535.2
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目录11-13
• 插图清单13-15
• 插表清单15-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究课题背景和意义16-17
• 1.2 消声器的研究现状17-20
• 1.2.1 传递矩阵法17-18
• 1.2.2 多维解析法18-19
• 1.2.3 频域数值方法19-20
• 1.2.4 时域数值方法20
• 1.3 论文的选题来源、论证方法和研究意义20-22
• 第二章 消声器声学原理及噪声控制理论22-39
• 2.1 排气消声器声学原理介绍22-29
• 2.1.1 声波方程22-26
• 2.1.2 一维波动方程26-28
• 2.1.3 三维声波方程28-29
• 2.2 消声器流体动力学原理介绍29-31
• 2.2.1 连续性方程29
• 2.2.2 动量守恒方程29-30
• 2.2.3 能量守恒方程30-31
• 2.2.4 通用控制方程31
• 2.3 汽车排气噪声分析31-33
• 2.3.1 排气系统的功能31-32
• 2.3.2 排气系统的噪声源32-33
• 2.4 消声器消声元件声学特性评价指标33-36
• 2.4.1 消声器的评价33-34
• 2.4.2 消声器消声性能评价指标34-36
• 2.4.3 消声器空气动力性能评价指标36
• 2.5 使用相关软件介绍36-38
• 2.5.1 PROE软件介绍36-37
• 2.5.2 HyperMesh概述37
• 2.5.3 消声器仿真计算软件37-38
• 2.6 本章小结38-39
• 第三章 排气消声器传递损失仿真39-55
• 3.1 建立数值分析模型39-46
• 3.1.1 数值分析过程39
• 3.1.2 声学有限元系统矩阵39-42
• 3.1.3 三维实体建模42-45
• 3.1.4 有限元模型的建立45-46
• 3.2 确定穿孔板声阻抗46-51
• 3.2.1 传递导纳理论46-47
• 3.2.2 计算穿孔率理论47-49
• 3.2.3 进出口穿孔管导纳49-51
• 3.3 边界条件设定与仿真结果51-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 消声器声学性能优化55-66
• 4.1 消声器优化改进时的注意点55-56
• 4.1.1 消声器声学性能优化原则55
• 4.1.2 消声器优化步骤55-56
• 4.2 消声器结构参数对传递损失的影响及优化56-65
• 4.2.1 穿孔板孔尺寸参数对传递损失的影响及结构优化56-59
• 4.2.2 多腔室对传递损失的影响及结构优化59-61
• 4.2.3 内插管位置对传递损失的影响及结构改进61-65
• 4.3 本章小节65-66
• 第五章 消声器模态分析66-74
• 5.1 消声器结构模态分析66-69
• 5.1.1 结构模态理论66
• 5.1.2 消声器结构模态分析66-69
• 5.2 消声器声学模态分析69-72
• 5.2.1 声学模态理论69-70
• 5.2.2 消声器声学模态分析70-72
• 5.3 本章小结72-74
• 第六章 全文总结与展望74-76
• 6.1 总结74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：759430