预测与降低柴油机油底壳辐射噪声方法的研究
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图5 加强板不同宽度、厚度的总声功率级
5 复合材料油底壳的声学评价
抑制油底壳辐射噪声的另外一种有效方法是采用阻尼减振材料,可以在不改变原设计尺寸的情况下显著降低辐射噪声,而且容易实现,是一种低成本却很有效的方法,适合发动机小型化、轻量化、高速化的发展趋势。
在各种复合减振材料中,复合阻尼钢板是一种约束阻尼结构,具有金属材料的强度,又有良好的阻尼特性(损耗因子η = 0.025～0.073) ,对共振峰值的抑制、固体传声的降低、振动表面声辐射的衰减都有明显的效果,同时又有良好的隔声性能,可有效抑制吻合效应,从而降低结构的辐射噪声。复合阻尼钢板由基本层、阻尼层和约束层3部分组成,钢板振动时,内部的高分子阻尼胶在两层钢板中间滑移,从而产生剪切变形,将机械能、声能量转化为热能消耗掉,这种效应随着内部阻尼层数的增加而增大。
将油底壳材料用复合阻尼钢板替代,计算流固耦合条件下油底壳的声学特性,并与原结构进行对比,声功率频谱如图6,总声功率级由原结构的98.8降低到92.1dB,减振降噪效果非常明显。
图6 阻尼材料与原材料油底壳声功率级频谱图
( 1 )在考虑流固耦合条件下,通过FEM /BEM预测油底壳的动态特性及声学特性,与实验结果吻合较好。
(2) 通过在原油底壳上布置加强板,提高了结构整体刚度,降低了辐射噪声总声功率级。
(3) 用复合阻尼钢板可以有效降低油底壳的辐射噪声总声功率级,此方法不改变原结构的设计尺寸,是有效解决发动机各类薄壁件辐射噪声的手段。
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