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基于FEM/BEM的變速器箱體輻射噪聲研究

作者: 時(shí)間:2013-03-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

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圖9 箱體聲輻射計(jì)算結(jié)果

由圖9可見(jiàn),位于箱體前端面場(chǎng)點(diǎn)的聲壓值最大,因此可以判斷箱體前端面的聲輻射最為嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可得,箱體前端面和前支撐的剛度相對(duì)較弱。因此,對(duì)其進(jìn)行加筋強(qiáng)化,在箱體的前端輸入處額外增加七個(gè)筋板,并且將原前端面內(nèi)部的8個(gè)筋板,由8毫米厚變?yōu)?2毫米厚。同時(shí),對(duì)于前支撐點(diǎn)也進(jìn)行加筋強(qiáng)化,如圖10所示。

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圖10 箱體結(jié)構(gòu)加筋強(qiáng)化示意圖

取箱體前端面中心3米遠(yuǎn)的場(chǎng)點(diǎn),觀(guān)察箱體加筋前后的聲壓譜。如圖11所示。圖中的兩條曲線(xiàn)分別代表箱體加筋前后的噪聲輻射聲壓譜,正方形是箱體加筋前的聲壓譜、三角形是箱體加筋后的聲壓譜。

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圖11 箱體加筋強(qiáng)化前后相同場(chǎng)點(diǎn)的聲壓譜

由圖11看出對(duì)箱體前端進(jìn)行加筋強(qiáng)化處理后,基本上能有效的抑制箱體的噪聲輻射。其中在400Hz處輻射聲壓能夠降低15dB左右。而且箱體在加筋處理前,其一階固有頻率和四階固有頻率處的聲輻射非常嚴(yán)重,由此可以判斷一階模態(tài)和四階模態(tài)是該箱體的聲輻射優(yōu)勢(shì)模態(tài)。從降噪的角度,對(duì)該兩個(gè)模態(tài)給予更多的注意力,比如應(yīng)盡可能地減小能激起此模態(tài)的激勵(lì)等。加筋后箱體在280~320頻段內(nèi)的噪聲輻射反而比加筋前強(qiáng),這是由于箱體加筋處理后,箱體的第四階聲輻射優(yōu)勢(shì)模態(tài)的頻率降為310Hz。

表1列出了箱體加筋前后,箱體重量和輻射中聲壓的變化情況。由此可見(jiàn),采用此種有針對(duì)性加筋強(qiáng)化方式,在箱體重量增加并不大的情況下,能有效的抑制箱體的噪聲輻射。

表1 箱體加筋前后重量和總聲壓的對(duì)比
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注:輻射總聲壓是指箱體前端面中心3米遠(yuǎn)的場(chǎng)點(diǎn)的總聲壓值

7 結(jié)論

(1)采用流固耦合的有限元理論和聲學(xué)邊界元理論,建立了具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的箱體噪聲數(shù)值仿真計(jì)算的流固耦合有限元模型和邊界元模型;

(2)進(jìn)行了流固耦合箱體有限元的計(jì)算,并通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真計(jì)算數(shù)據(jù)基本吻合。說(shuō)明采用的方法和建立的模型是準(zhǔn)確、合理的;

(3)進(jìn)行了復(fù)雜箱體穩(wěn)態(tài)噪聲輻射計(jì)算,結(jié)算結(jié)果表明,在箱體剛度較弱的表面處,其輻射聲壓較大;而且箱體模態(tài)分析得出的一階模態(tài)和四階模態(tài)屬于聲輻射優(yōu)勢(shì)模態(tài),聲輻射計(jì)算結(jié)果也表明該兩模態(tài)下噪聲輻射確實(shí)更嚴(yán)重。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與聲振理論基本吻合;

(4)加筋計(jì)算結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)此種加筋處理后,在箱體的重量增加不大的情況下,其噪聲輻射能得到有效的抑制。(end)

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