柴油机结构与材料对辐射噪声心理声学参数影响的研究
发布时间：2023-04-11 04:49
由于自身良好的动力性和较高的热效率等优点,柴油机在大型货车和工程机械等领域中得到了广泛地应用。然而在实际应用中,由于柴油机气缸内部燃料燃烧,同时零部件间相互碰撞,将会产生大量的噪声,因此柴油机是噪声污染中的一个重要噪声源。随着人们对听觉舒适性上的要求逐步提高,对于柴油机辐射噪声声品质的研究也在陆续开展。然而,现有的研究主要集中于试验研究,且关注柴油机结构与材料对于声品质影响的研究并不多见。据此本文以CAE模拟为主要手段,对柴油机表面辐射噪声声品质进行研究,以多项心理声学参数为评价指标,研究柴油机部件结构的改进与材料属性的变更对噪声声品质的影响。本文以某款直列六缸柴油机为研究对象,对柴油机各个部件的几何模型进行适当简化后划分网格得到柴油机整机有限元模型,并通过对比有限元模态分析结果与试验模态分析结果,验证了有限元模型的可靠性。基于多体动力学仿真软件AVL EXCITE Power Unit,在对柴油机和曲轴飞轮组的有限元模型进行模态缩减并设置各个部件之间的连接单元后,建立整机多体动力学仿真模型。将缸内压力作为原始激励,同时考虑活塞侧向力和主轴承作用力对的激励,进行柴油机整机多体动力学仿真...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 内燃机表面辐射噪声模拟研究现状
1.2.2 内燃机噪声声品质研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第二章 柴油机辐射噪声模拟与声品质分析理论基础
2.1 多体动力学理论基础
2.2 边界元方法基本理论
2.3 心理声学参数及其计算模型
2.3.1 响度(Loudness)
2.3.2 尖锐度(Sharpness)
2.3.3 粗糙度(Roughness)
2.3.4 语音干扰级
2.4 本章小结
第三章 柴油机仿真模型的建立
3.1 柴油机整机有限元模型的建立
3.1.1 气缸体有限元模型
3.1.2 气缸盖有限元模型
3.1.3 正时齿轮罩(飞轮壳)与机油泵外壳有限元模型
3.1.4 油底壳与气缸盖罩的有限元模型
3.1.5 曲轴飞轮组有限元网格
3.1.6 整机组合体有限元模型
3.2 有限元模型验证
3.2.1 气缸体模态分析
3.2.2 油底壳模态分析
3.2.3 气缸盖罩模态分析
3.3 本章小结
第四章 柴油机多体动力学仿真计算
4.1 柴油机多体动力学模型的建立
4.1.1 有限元模型的模态缩减
4.1.2 柴油机各部分之间的连接
4.1.3 载荷工况
4.2 多体动力学仿真结果
4.2.1 活塞侧向力仿真结果
4.2.2 连杆大头轴承受力仿真结果
4.2.3 主轴承受力仿真结果
4.2.4 整机表面振动速度仿真结果
4.3 本章小结
第五章 整机表面辐射噪声模拟
5.1 柴油机辐射噪声仿真模拟模型的建立
5.1.1 柴油机辐射噪声模拟的边界元模型的建立
5.1.2 辐射声场模型的建立
5.1.3 辐射噪声模拟的边界条件
5.2 表面辐射噪声计算结果分析
5.2.1 辐射声场场点声压级模拟结果分析
5.2.2 辐射声场声功率级模拟结果分析
5.2.3 场点辐射噪声声品质分析
5.3 本章小结
第六章 柴油机部件结构与材料对辐射噪声声品质的影响
6.1 柴油机部件结构对辐射噪声声品质的影响
6.1.1 气缸盖罩结构改进对整机辐射噪声声品质的影响
6.1.2 油底壳厚度改变对整机辐射噪声声品质的影响
6.1.3 正时齿轮罩结构改进对整机辐射噪声声品质的影响
6.2 柴油机部件材料属性对辐射噪声声品质的影响
6.2.1 气缸盖罩材料属性对整机辐射噪声声品质的影响
6.2.2 油底壳材料属性对整机辐射噪声声品质的影响
6.3 柴油机部件结构与材料属性同时改变对辐射噪声声品质的影响
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3789348
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 内燃机表面辐射噪声模拟研究现状
1.2.2 内燃机噪声声品质研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第二章 柴油机辐射噪声模拟与声品质分析理论基础
2.1 多体动力学理论基础
2.2 边界元方法基本理论
2.3 心理声学参数及其计算模型
2.3.1 响度(Loudness)
2.3.2 尖锐度(Sharpness)
2.3.3 粗糙度(Roughness)
2.3.4 语音干扰级
2.4 本章小结
第三章 柴油机仿真模型的建立
3.1 柴油机整机有限元模型的建立
3.1.1 气缸体有限元模型
3.1.2 气缸盖有限元模型
3.1.3 正时齿轮罩(飞轮壳)与机油泵外壳有限元模型
3.1.4 油底壳与气缸盖罩的有限元模型
3.1.5 曲轴飞轮组有限元网格
3.1.6 整机组合体有限元模型
3.2 有限元模型验证
3.2.1 气缸体模态分析
3.2.2 油底壳模态分析
3.2.3 气缸盖罩模态分析
3.3 本章小结
第四章 柴油机多体动力学仿真计算
4.1 柴油机多体动力学模型的建立
4.1.1 有限元模型的模态缩减
4.1.2 柴油机各部分之间的连接
4.1.3 载荷工况
4.2 多体动力学仿真结果
4.2.1 活塞侧向力仿真结果
4.2.2 连杆大头轴承受力仿真结果
4.2.3 主轴承受力仿真结果
4.2.4 整机表面振动速度仿真结果
4.3 本章小结
第五章 整机表面辐射噪声模拟
5.1 柴油机辐射噪声仿真模拟模型的建立
5.1.1 柴油机辐射噪声模拟的边界元模型的建立
5.1.2 辐射声场模型的建立
5.1.3 辐射噪声模拟的边界条件
5.2 表面辐射噪声计算结果分析
5.2.1 辐射声场场点声压级模拟结果分析
5.2.2 辐射声场声功率级模拟结果分析
5.2.3 场点辐射噪声声品质分析
5.3 本章小结
第六章 柴油机部件结构与材料对辐射噪声声品质的影响
6.1 柴油机部件结构对辐射噪声声品质的影响
6.1.1 气缸盖罩结构改进对整机辐射噪声声品质的影响
6.1.2 油底壳厚度改变对整机辐射噪声声品质的影响
6.1.3 正时齿轮罩结构改进对整机辐射噪声声品质的影响
6.2 柴油机部件材料属性对辐射噪声声品质的影响
6.2.1 气缸盖罩材料属性对整机辐射噪声声品质的影响
6.2.2 油底壳材料属性对整机辐射噪声声品质的影响
6.3 柴油机部件结构与材料属性同时改变对辐射噪声声品质的影响
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3789348
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