挖掘机用柴油机噪声声源识别与特性研究

发布时间：2021-06-16 06:20

　　随着工程机械行业的迅猛发展,人们对于工程机械的综合性能提出了更高的要求,对于工程机械的舒适性和噪声控制的要求也越来越严格,节能环保技术已成为今后国际上工程发展趋势的主流。随着国内工程机械产品对欧美地区出口量的逐年增长,减振降噪成为我们不得不面对的难题,要想冲破这个技术壁垒,就必须满足欧美特有的强制性噪音标准。因此,降低以挖掘机为代表的工程机械噪声的需求十分迫切。对于以柴油机为动力的液压履带式挖掘机而言,挖掘机的噪声大部分来自柴油机,而柴油机噪声声源识别是降低其噪声的首要工作。因此,开展对挖掘机用柴油机的噪声特性研究有着重要的理论意义和巨大的工程实用价值。本文是在国家“863计划”课题《小型挖掘机用柴油机关键技术与产品开发》（课题编号2009AA045103）基础上引申发展而来,针对课题为山河智能装备股份有限公司SWE50G3小型挖掘机开发的4B2-38M34柴油机进行了噪声声源识别和噪声特性研究。由于在带有消声器的柴油机中噪声的主要成分是表面辐射噪声,因此本文的噪声声源识别分析的是柴油机表面噪声源零部件。而因为挖掘机在作业过程中负载是瞬变的、转速是波动的,所以噪声特性分析的是挖掘阻力、... 

【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 开展挖掘机用柴油机噪声研究的意义
    1.2 柴油机噪声辐射机理与分类
        1.2.1 柴油机激振力的传递
        1.2.2 柴油机噪声的分类
        1.2.3 柴油机噪声的控制
    1.3 挖掘机用柴油机噪声信号的特点
    1.4 柴油机噪声声源识别分析方法
        1.4.1 主观评价法
        1.4.2 近场测量法
        1.4.3 选择运行法
        1.4.4 选择覆盖法
        1.4.5 声强测量法
    1.5 国内外内燃机噪声声源识别研究现状
    1.6 内燃机噪声声源识别的计算机分析方法
        1.6.1 振型模态分析
        1.6.2 频谱分析
        1.6.3 倒频谱分析
        1.6.4 小波变换
        1.6.5 独立分量分析
    1.7 内燃机负荷与噪声关系分析研究的发展
    1.8 挖掘机用柴油机噪声声源识别方案
    1.9 本文的研究内容与组织结构
第二章 柴油机零部件有限元振型模态分析
    2.1 有限元模态分析的基本理论
    2.2 柴油机零部件实体建模
        2.2.1 柴油机振动的传递
        2.2.2 柴油机零部件ProE建模
    2.3 柴油机机体有限元振型模态分析
        2.3.1 导入机体模型
        2.3.2 划分网格
        2.3.3 添加材料信息
        2.3.4 振型模态结果分析
    2.4 柴油机其余零部件振型模态分析
        2.4.1 气缸盖主要振型模态分析
        2.4.2 油底壳主要振型模态分析
        2.4.3 进气管主要振型模态分析
        2.4.4 排气管主要振型模态分析
        2.4.5 齿轮室主要振型模态分析
        2.4.6 齿轮室盖主要振型模态分析
        2.4.7 气门室罩主要振型模态分析
        2.4.8 飞轮壳主要振型模态分析
    2.5 本章小结
第三章 挖掘机用柴油机噪声成像分析
    3.1 基本声学参数
        3.1.1 声压
        3.1.2 声能密度
        3.1.3 声功率
        3.1.4 声强
        3.1.5 分贝
        3.1.6 声强级
        3.1.7 声功率级
        3.1.8 声压级
    3.2 声强法噪声声源识别原理
        3.2.1 声强测试的基本原理
        3.2.2 声强测量的优点
    3.3 挖掘机用柴油机噪声声强测量
        3.3.1 测试现场的布置
        3.3.2 测试现场环境状态
        3.3.3 声强测试过程
        3.3.4 声强测试结果分析
    3.4 传声器阵列噪声声源识别原理
        3.4.1 传声器阵列的起源
        3.4.2 主要的传声器阵列类型
        3.4.3 传声器阵列声源定位原理
    3.5 挖掘机用柴油机声阵列测量
        3.5.1 柴油机声阵列测量台架试验
        3.5.2 挖掘机用柴油机现场声阵列测量
    3.6 小结
第四章 柴油机噪声信号的小波分析
    4.1 傅里叶级数与傅里叶变换
        4.1.1 傅里叶级数的复指数形式
        4.1.2 傅里叶变换
    4.2 小波变换
        4.2.1 小波变换的基本概念
        4.2.2 小波变换的特点
        4.2.3 小波变换比例参数的确定
    4.3 小波分解与重构
    4.4 噪声信号小波分析
    4.5 基于小波CMAC的气缸压力重建
        4.5.1 CMAC神经网络
        4.5.2 小波CMAC神经网络
        4.5.3 柴油机缸压与噪声测试
        4.5.4 缸内压力信号重构
    4.6 小结
第五章 柴油机噪声信号的ICA分析
    5.1 独立分量分析
        5.1.1 独立分量分析的定义
        5.1.2 独立分量分析的极大化非高斯性估计方法
        5.1.3 基于峭度的非高斯性度量
        5.1.4 基于负熵的非高斯性度量
        5.1.5 基于负熵的快速固定点算法
    5.2 独立分量分析的频域算法
        5.2.1 频域幅值独立分量分析
        5.2.2 频域复数独立分量分析
    5.3 柴油机噪声信号独立分量分析
        5.3.1 柴油机噪声信号频域幅值独立分量分析
        5.3.2 柴油机噪声信号频域复数独立分量分析
    5.4 小结
第六章 挖掘机用柴油机噪声特性分析
    6.1 挖掘机作业阻力动力学分析与试验
        6.1.1 挖掘机三维模型建立
        6.1.2 挖掘机工作装置运动学模型
    6.2 挖掘机机外辐射噪声测试与分析
        6.2.1 试验场地和试验环境
        6.2.2 测量设备
        6.2.3 试验工况设计
        6.2.4 试验结果分析
    6.3 小结
第七章 柴油机表面噪声源零部件结构优化
    7.1 油底壳优化
        7.1.1 油底壳结构优化
        7.1.2 优化方案实验验证
    7.2 扭转减震器方案
        7.2.1 原柴油机自振频率
        7.2.2 减震器参数设计
        7.2.3 两种方案对比
    7.3 综合减振降噪效果试验分析
        7.3.1 试验方案
        7.3.2 试验结果分析
    7.4 小结
第八章 总结与展望
    8.1 全文总结
    8.2 本文创新点
    8.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果
    攻读博士学位期间发表及录用论文情况
    攻读博士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3232544