二维周期阻尼结构在推土机驾驶室减振降噪上的应用研究

发布时间：2017-04-18 17:04

  本文关键词：二维周期阻尼结构在推土机驾驶室减振降噪上的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工程机械市场的愈加繁荣和竞争的愈加激烈,对工程机械的噪声水平提出了更为严格的要求。由于工程机械产生的各种振动最终都会通过车架传递到驾驶室以及外界噪声通过空气媒介传递到驾驶室,导致工程机械驾驶室噪声特别大。一般通过敷设大块阻尼来降低驾驶室噪声,但是这种方式存在阻尼材料使用率低,经济成本高等局限性。本文为了解决以上问题,提出了二维周期阻尼敷设方式,在取得良好减振降噪的同时,减少了阻尼材料的使用量,提高了阻尼材料的使用效率。首先,介绍了声学基本量的概念以及声学连续性、状态、运动方程。给出了二维周期阻尼的隔声/声辐射以及壁板声学贡献度的计算方法。建立了二维周期阻尼薄板结构的仿真模型。计算了二维周期阻尼结构的模态,声辐射特性以及隔声特性。与整块阻尼敷设方式进行了对比,得到了二维周期阻尼薄板结构固有模态的频率略大于整块阻尼敷设方式。随着固有频率的增加,这种增大的趋势也越来越明显。在敷设相同面积的阻尼,二维周期阻尼结构更能抑制薄板的振动。进一步分析了晶格常数,密度,刚度,阻尼块形状等参数对二维周期阻尼薄板结构的隔声特性和声辐射特的影响。然后,以某推土机驾驶室为研究对象,建立了驾驶室仿真模型,在Hypermesh软件中对模型进行了前处理和网格划分。对驾驶室结构、驾驶室声腔和声—固耦合系统进行了模态分析,探讨了其基本振动特性。对驾驶员耳部区域进行了频率响应分析,研究了驾驶员耳部区域声场的基本特性,确定了影响驾驶员耳部声场的主要频率。基于传统阻尼敷设方式的缺点,利用声学贡献度方法,建立了阻尼材料在驾驶室壁板上敷设位置的优化流程。对适合敷设阻尼材料的板件进行了板块划分。通过壁板声学贡献度的计算,得到了壁板声学贡献度的正负值,确定了阻尼材料合适的敷设位置。对该板件敷设27.6%,40.5%二维周期阻尼和100%大块阻尼,再次经过仿真,在0-100Hz的低频段,全阻尼更有利降低驾驶室内的噪声,在100-400Hz,600-900Hz的频率段内敷设40.5%的二维周期阻尼更有利于抑制驾驶室的振动,在其他频率段内敷设40.5%的二维周期阻尼和全阻尼的声压级曲线相当,从而验证了二维周期阻尼结构在驾驶室应用的优势,为实际驾驶室的减振降噪提供一定的理论支持。
【关键词】：驾驶室噪声 二维周期阻尼 频响分析 声学贡献度
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU623.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 研究背景与意义12-14
• 1.2 二维周期阻尼结构的介绍14-15
• 1.3 驾驶室噪声介绍15-17
• 1.3.1 发动机噪声15
• 1.3.2 进排气噪声15-17
• 1.3.3 动力传递系统噪声17
• 1.3.4 液压噪声17
• 1.4 驾驶室噪声产生机理17-18
• 1.5 驾驶室噪声控制方法介绍18-22
• 1.5.1 吸声19-21
• 1.5.2 隔声21
• 1.5.3 消声21
• 1.5.4 隔振21-22
• 1.6 驾驶室噪声控制研究现状22-24
• 1.7 本文主要的研究内容24-26
• 第二章 声学基础26-40
• 2.1 声学基本概念26-28
• 2.1.1 声波的能量26
• 2.1.2 声功率、声压、声强26-27
• 2.1.3 声压级、声强级、声功率级27-28
• 2.1.4 计权声压28
• 2.2 理想流体介质中的声学方程28-32
• 2.2.1 连续性方程28-30
• 2.2.2 状态方程30
• 2.2.3 运动方程30-32
• 2.3 二维周期阻尼薄板结构隔声特性理论基础32-34
• 2.4 二维周期阻尼薄板结构声辐射理论基础34-36
• 2.5 壁板声学贡献度分析理论基础36-38
• 2.6 本章小结38-40
• 第三章 二维周期阻尼薄板结构的隔声特性研究40-52
• 3.1 二维周期阻尼薄板结构模型的建立40-41
• 3.2 二维周期阻尼薄板结构模态计算41-45
• 3.3 仿真结果比较45-50
• 3.3.1 二维周期阻尼和大块阻尼的隔声对比45-46
• 3.3.2 薄板密度对隔声量的影响46-47
• 3.3.3 阻尼块密度对隔声量的影响47
• 3.3.4 形状对隔声量的影响47-48
• 3.3.5 基体薄板刚度对隔声量的影响48
• 3.3.6 阻尼块刚度对隔声量的影响48-49
• 3.3.7 晶格常数对隔声的影响49-50
• 3.4 本章小结50-52
• 第四章 二维周期阻尼薄板结构的声辐射研究52-60
• 4.1 声辐射模型建立52-53
• 4.2 仿真计算53-58
• 4.2.1 二维周期阻尼和大块阻尼的声辐射对比53-54
• 4.2.2 基体密度对声辐射的影响54-55
• 4.2.3 阻尼块密度对声辐射的影响55
• 4.2.4 阻尼块刚度对声辐射的影响55-56
• 4.2.5 基体刚度对声辐射的影响56-57
• 4.2.6 晶格常数对声辐射的影响57-58
• 4.2.7 阻尼块形状对声辐射的影响58
• 4.3 本章小结58-60
• 第五章 驾驶室声学特性仿真分析60-82
• 5.1 声场分析理论基础60-62
• 5.1.1 驾驶室声腔有限元方程。60-61
• 5.1.2 声固耦合有限元方程61-62
• 5.2 模态分析62-72
• 5.2.1 驾驶室结构模态计算63-66
• 5.2.2 驾驶室声腔模态分析66-69
• 5.2.3 驾驶室声-固耦合系统模态分析69-72
• 5.3 驾驶室声场频率响应分析72-74
• 5.3.1 驾驶室声场频率响应分析模型的建立73
• 5.3.2 驾驶室声场频率响应分析。73-74
• 5.4 壁板声学贡献度分析74-78
• 5.4.1 阻尼材料敷设位置优化流程74-76
• 5.4.2 驾驶室壁板的划分76
• 5.4.3 驾驶室壁板声学贡献度分析76-78
• 5.5 优化改进以及对比78-80
• 5.6 本章小结80-82
• 第六章 总结与展望82-86
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 攻读学位期间发表学术论文情况92

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本文编号：315320