预测与降低柴油机油底壳辐射噪声方法的研究
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测量曲轴箱连接油底壳对应螺栓处的振动加速度信号,将加速度值作为FEM /BEM中的载荷边界条件,运用FEM在Nastran中对油底壳进行流固耦合频率响应分析,计算得到油底壳表面的振动加速度和速度频谱数据。
发动机在标定工况条件下,测量油底壳大头部位两侧立板上、下、左、右4个点的表面振动加速度信号,并将Nastran中计算得到的对应实验测量位置处周围多个点的振动速度频谱进行平均并与实验值进行对比,图2为其中一点的对比频谱图。可见,通过FEM计算得到的结构表面振动响应与实验测量值曲线趋势是一致的,但是在某些频段上还有些差别,这主要由于模型、边界条件、载荷的施加和阻尼的假设与实际结构存在不同程度的差异引起的。
图2 有限元计算与实验测量速度频谱图
图3 油底壳声功率级频谱图
从表2 FEM /BEM计算结果可以得出: 润滑油的存在对结构动态响应特性有一定影响,表现为增加耦合系统结构的内部阻尼,同时降低了结构对应频段内的总声功率级值。
4 油底壳的结构优化与声学评价
根据油底壳结构频响和声学特性的计算结果,油底壳的大头部前、左、右3侧立板是辐射噪声的主要来源,其中左、右立板最为明显,因此考虑在这两侧立板处布置加强板以增加结构刚度,从而抑制这两侧辐射出的噪声。由于油底壳小头部位基本上没有润滑油,噪声会从小头底板辐射出来,有必要在小头底板布置加强板。加强板的布置形式如图4。
图4 加强板布置方案
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