基于虚拟材料法建模的柴油机振动噪声分析

发布时间：2021-03-26 03:02

　　为精确模拟螺栓连接,并实现柴油机复杂结构的快速高效建模,提出了一种基于虚拟材料模拟螺栓连接的动力学参数化建模方法.结合工程数据,详细介绍了虚拟材料法动力学建模的过程;通过对比机体装配体的计算模态和试验模态,并结合计算模态保证判据（MAC）,结果发现:基于虚拟材料法的计算和试验前三阶模态振型完全对应、MAC值全部大于0.9,且模态频率相差在5%以内,初步验证了其用于装配体模态计算具有较高的精度.将整机运用虚拟材料法和绑定约束法分别建模进行了振动噪声计算,结果表明:基于虚拟材料法的整机振动加速度计算值为146.3 dB,接近试验值的145.6 dB;整机辐射噪声A计权计算值为109.5 dB,与试验值108.0 d B相差较小;且振动和噪声计算与测试曲线贴合较好,进一步验证了此法用于整机振动噪声计算也具有较高精度,其相较于绑定约束法整机振动响应计算效率也显著提高. 

【文章来源】：内燃机学报. 2020,38(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

机脚振动测点布置示意

铀俣龋?0a为振动加速度参考值，1μm/s2；M为测点总数．图6机脚振动测点布置示意Fig.6Layoutofdieselenginefootvibrationmeasuringpoint柴油机机脚测点1和测点5计算和试验的振动加速度结果对比，如图7所示．（a）测点1振动加速度1/3倍频程曲线对比（b）测点5振动加速度1/3倍频程曲线对比图7机脚振动加速度1/3倍频程曲线对比Fig.7Comparisonofonethirdoctavecurvesofvibrationaccelerationofdieselenginefeet3.2整机噪声计算和试验结果对比整机辐射噪声基于声学边界元法进行计算，建立的外声场测点模型如图8所示，场点模型与结构有限元模型距离为1m，计算结束后提取图中19个场点的辐射噪声．图8外声场网格模型Fig.8Meshmodelofexternalacousticfield噪声测试按GJB4058—2000规定方法执行，共布置19个测点，试验的测点位置与图8中的场点位置对应一致．柴油机的辐射噪声测量参数为距整机表面1m处的A计权声压级，测试频率范围为0.02～20.00kHz，声压级参考值为20μPa．测点声压级体现了各测点位置在全频段内的声压分布，可以纵向对比测点声压变化，获得各测点的噪声量级和噪声较高的主要频段．柴油机噪声平均声压级和总声压级分别按照式(23)和(24)进行计算，其测试环境的背景噪声修正值为0dB[17]．p0.1p1110lg10iNLiLN==∑(23)p0.1p110lg10iNLiL==∑(24)式中：pL为柴油机表面A计权平均声压级；pL为柴油机A计权总声压级；piL为第i个测点处的A计权声压级；N为测点总数．其中，场点1、3、5和7计算和试验测试的噪声声压级曲线对比，如图9所示．

装配体接触表面扣合形式

【参考文献】：
期刊论文
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[3]栓接结合部刚度建模与特性分析[J]. 李玲,蔡安江,阮晓光,周彦飞.  振动工程学报. 2017(01)
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[7]柴油机辐射噪声预测与低噪声改进设计[J]. 刘海,张俊红,毕凤荣,石岩,马维忍.  内燃机学报. 2011(03)

博士论文
[1]机械结构固定结合部虚拟材料的动力学建模[D]. 田红亮.华中科技大学 2011



本文编号：3100821