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排气噪声声品质的优化设计与研究
| 论文题名： | 排气噪声声品质的优化设计与研究 |
| 关键词： | 车辆行驶;排气噪声;声品质;传递矩阵法;消声器;有限元法 |
| 摘要： | 随着汽车工业的快速发展，对车辆行驶的噪音质量和消音器消声水平的要求越来越高。当今业内主要以传递损失作为消声器消声性能的评价指标，但是由于人的感觉带有很强的主观性，而传递损失标准没有深入地考虑声学特性，所以往往出现传递损失测量合格但乘客却感觉噪声十分沉闷、难以忍受的现象。因此如何改善乘客对排气噪声的主观感受，提高车辆排气噪声品质已经成为汽车研究的热点问题之一。 本文结合基于一维平面波的传递矩阵法和有限元法对一个复杂的多腔体抗性消声器内部结构、消声特性进行了分析研究。本文的主要研究内容和创新点如下: 引入了全新的消声器性能评价指标:声品质。本文选用国际上比较常用的四个参量:响度、粗糙度、尖锐度、抖动度对排气噪声进行描述。用声品质来评价声音能够综合考虑声压水平和人的主观感受，以此作为消声器性能评价的标准更加人性化。 在传递矩阵法方面，本文介绍了传递矩阵法计算传递损失的理论，首先推导了抗性消声器常见的基本消声单元的传递损失矩阵的计算公式，基于此建立原型消声器的总传递矩阵，继而在MATLAB中编写计算程序计算出原型消声器的传递损失曲线，分析了原型消声器的结构和消声特性。 在有限元方面，运用画图软件CATIA建立了基于有限元的原型消声器三维数字模型，在HyperMesh中完成对其的网格划分，要求网格在管道端面处网格相连。最后通过基于有限元法的声学分析软件Virtual.lab Acoustics分析了消声器的消声特性，并计算出消声器的传递损失曲线。对以上获得的两份传递损失曲线，分析两者的异同。得出结论:两者在中低频部分有较好的吻合度，但当频率高于2600Hz时两者的差距变大，已不能做相似性处理了，有限元计算的精度要高于传递矩阵法计算。基于此结论本文确定了消声器声品质性能优化的方法，即将基于一维平面波理论的传递矩阵法作为消声器参数性能优化的一个筛选工具，这样便能快速的筛选消声器结构参数，然后再使用Virtual.lab Acoustics对消声器消声性能做精确的模拟，以实现消声器消声频段的选择性控制。这种技术手段能避免因结构参数修改而导致的三维模型的重建与传递损失曲线的计算，减少研究人员与计算机的工作量，节省成本。 通过对原型消声器传递损失曲线的分析，得出其的消声性能，基于本文提出的评价指标，本文提出了该原型消声器消声性能的不足之处，并利用确定的消声器性能优化方法对消声器做结构参数优化。 |
| 作者： | 秦国振 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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