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工程机械抗性消声器性能分析及优化设计
| 论文题名： | 工程机械抗性消声器性能分析及优化设计 |
| 关键词： | 工程车辆;发动机;抗性消声器;声学性能;空气动力学性能;优化设计 |
| 摘要： | 发动机的排气噪声是工程机械最主要的噪声源之一，性能优良的消声器能够显著降低发动机排气噪声，国外工程机械企业和研究机构很早就开始对消声器设计展开了研究，并且取得了许多成果;国内对于工程车辆用消声器研究方面起步较晚，企业产品的竞争力与国际水平具有一定的差距。为了减少噪声污染，保护驾驶员的健康，提高操作舒适性，提升工程机械整机噪声品质，本文对基本消声单元结构的声学性能和空气动力学性能展开了研究，并对工程机械抗性消声器的改进和设计过程进行了系统性的研究。 首先，利用一维CFD软件GT-Power和三维流体软件Fluent对基本消声单元（扩张室、内插管、穿孔管）进行了仿真计算，研究了基本消声单元结构（横/直流穿孔管穿孔直径和穿孔率，扩张室长度和直径，内插管的长度和位置）对消声器声学性能和空气动力性能的影响，得出基本消声单元的结构参数对于传递损失、压力损失的影响规律以及消声器内部流场分布云图。 其次，以某型轮式挖掘机用消声器为研究对象，在GT-Power软件中的GEM3D模块对消声器进行三维建模，根据发动机供应商提供的发动机具体结构参数在GTise模块中建立发动机仿真模型，将消声器模型进行离散化并与发动机仿真模型结合进行耦合仿真，为了验证耦合模型的准确性，将数值计算得到的插入损失值与试验数值进行对比。基于对该消声器内部结构的研究分析，对该型消声器进行优化设计，并且通过实验验证效果。 为了进一步提升消声器性能，满足企业需求，针对某型轮式挖掘机发动机排气噪声的频率组成分布在低中高全频段的特点，结合共振腔消声器和扩张室消声器这两种基本消声单元的结构特性，将传统的消声器设计理论与GT-Power软件和Fluent软件结合起来，进行了复杂结构抗性消声器的设计，使消声器设计更加简便高效，并且总结了复杂结构抗性消声器设计流程，试验验证了该方法的有效性。 |
| 作者： | 王文武 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 侯亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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