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船用低速柴油机振动噪声特性及控制研究
| 论文题名： | 船用低速柴油机振动噪声特性及控制研究 |
| 关键词： | 船用低速柴油机;结构振动;辐射噪声;控制方法 |
| 摘要： | 船用柴油机是船舶最主要的振动和噪声源，柴油机的自身振动和噪声指标是柴油机选型的重要参考指标之一。柴油机功率密度不断提升使其产生的激励力也相应增加，导致柴油机辐射噪声量级不断提高，而国际海事组织近期又修改了船舶噪声等级规则，工作和生活舱室噪声限值普降5dB（A），新规范于2014年7月1日起对新船强制执行。在如此严峻的形式下，开展低速柴油机振动噪声特性分析具有重要的理论意义和工程应用价值。 借助国家高新技术船舶项目的支持，本文对具有自主知识产权的小缸径船用低速柴油机的振动噪声问题展开细致的研究。根据整机三维实体装配模型，建立含有气缸体、机架、基座、空冷器、增压器、进排气系统等主要结构的有限元分析模型，模拟实际螺栓孔位置处的安装状态对基座底板两侧的进行约束，并进行模态分析，获取整机安装状态下的固有属性。综合考虑柴油机各激励源的特性，主要分析了缸内爆发压力、十字头敲击力、主轴承载荷、排气阀敲击力的作用规律及频域特性。利用有限元方法，根据激励作用的实际位置，将各激励单独加载到有限元模型的对应位置，进行动力学瞬态响应分析，获得单一激励下整机的振动特性，并分别计算各激励作用下的整机振动烈度及各激励的振动贡献度。在多个激励的联合作用下，对整机的振动特性和强弱分布规律进行预报分析。利用声学瞬态边界元方法，建立整机声学边界元分析模型，以整机表面节点振动位移为声学计算输入条件，获取整机的表面辐射噪声特性，结合“能量叠加法”得到整机1米处的辐射噪声平均声压级。 利用上述整机振动噪声的分析结果，得到整机振动强弱的分布情况。针对引起强烈振动和辐射噪声的位置提出多个局部的优化改进措施，并分析改进后的整机振动烈度和辐射噪声情况。优化结果表明局部优化措施可以明显的降低局部结构的振动，对整机的综合减振降噪效果并不明显，但减小十字头配合间隙可以明显减小整机的振动噪声。因此，本文的分析结果可以为船用二冲程低速柴油机的低噪声设计技术提供重要的理论支撑和实际工程应用价值。 |
| 作者： | 闫力奇 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 曹贻鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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