預測與降低柴油機油底殼輻射噪聲方法的研究
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圖5 加強板不同寬度、厚度的總聲功率級
5 復合材料油底殼的聲學評價
抑制油底殼輻射噪聲的另外一種有效方法是采用阻尼減振材料,可以在不改變原設計尺寸的情況下顯著降低輻射噪聲,而且容易實現,是一種低成本卻很有效的方法,適合發動機小型化、輕量化、高速化的發展趨勢。
在各種復合減振材料中,復合阻尼鋼板是一種約束阻尼結構,具有金屬材料的強度,又有良好的阻尼特性(損耗因子η = 0.025～0.073) ,對共振峰值的抑制、固體傳聲的降低、振動表面聲輻射的衰減都有明顯的效果,同時又有良好的隔聲性能,可有效抑制吻合效應,從而降低結構的輻射噪聲。復合阻尼鋼板由基本層、阻尼層和約束層3部分組成,鋼板振動時,內部的高分子阻尼膠在兩層鋼板中間滑移,從而產生剪切變形,將機械能、聲能量轉化為熱能消耗掉,這種效應隨著內部阻尼層數的增加而增大。
將油底殼材料用復合阻尼鋼板替代,計算流固耦合條件下油底殼的聲學特性,并與原結構進行對比,聲功率頻譜如圖6,總聲功率級由原結構的98.8降低到92.1dB,減振降噪效果非常明顯。
圖6 阻尼材料與原材料油底殼聲功率級頻譜圖
( 1 )在考慮流固耦合條件下,通過FEM /BEM預測油底殼的動態特性及聲學特性,與實驗結果吻合較好。
(2) 通過在原油底殼上布置加強板,提高了結構整體剛度,降低了輻射噪聲總聲功率級。
(3) 用復合阻尼鋼板可以有效降低油底殼的輻射噪聲總聲功率級,此方法不改變原結構的設計尺寸,是有效解決發動機各類薄壁件輻射噪聲的手段。
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