預測與降低柴油機油底殼輻射噪聲方法的研究
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測量曲軸箱連接油底殼對應螺栓處的振動加速度信號,將加速度值作為FEM /BEM中的載荷邊界條件,運用FEM在Nastran中對油底殼進行流固耦合頻率響應分析,計算得到油底殼表面的振動加速度和速度頻譜數據。
發動機在標定工況條件下,測量油底殼大頭部位兩側立板上、下、左、右4個點的表面振動加速度信號,并將Nastran中計算得到的對應實驗測量位置處周圍多個點的振動速度頻譜進行平均并與實驗值進行對比,圖2為其中一點的對比頻譜圖。可見,通過FEM計算得到的結構表面振動響應與實驗測量值曲線趨勢是一致的,但是在某些頻段上還有些差別,這主要由于模型、邊界條件、載荷的施加和阻尼的假設與實際結構存在不同程度的差異引起的。
圖2 有限元計算與實驗測量速度頻譜圖
圖3 油底殼聲功率級頻譜圖
從表2 FEM /BEM計算結果可以得出: 潤滑油的存在對結構動態響應特性有一定影響,表現為增加耦合系統結構的內部阻尼,同時降低了結構對應頻段內的總聲功率級值。
4 油底殼的結構優化與聲學評價
根據油底殼結構頻響和聲學特性的計算結果,油底殼的大頭部前、左、右3側立板是輻射噪聲的主要來源,其中左、右立板最為明顯,因此考慮在這兩側立板處布置加強板以增加結構剛度,從而抑制這兩側輻射出的噪聲。由于油底殼小頭部位基本上沒有潤滑油,噪聲會從小頭底板輻射出來,有必要在小頭底板布置加強板。加強板的布置形式如圖4。
圖4 加強板布置方案
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