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原文传递摩托车发动机壳体辐射噪声预测方法研究

论文题名：	摩托车发动机壳体辐射噪声预测方法研究
关键词：	摩托车;发动机振动;壳体辐射噪声;有限元法;噪声预测;结构优化
摘要：	目前，随着先进测试技术及计算机技术的迅猛发展，对发动机振动和辐射噪声的研究主要有以测试为主的试验研究和以计算机模拟计算为主的计算机辅助设计/计算机辅助工程（CAD/CAE）分析两个方面。采用先进的测试方法进行试验，尽管试验结果的精度较高，但测试仪器的价格昂贵，且试验时间长，通过试验研究的方法从问题的提出到解决往往要经过相当长的时间，难以满足生产及市场的需求。采用CAD/CAE为基础的模拟分析计算方法，由该方法所得的结果虽然不及试验方法精确，但只要一台计算机配上相关的CAD/CAE分析软件就可以计算，费时比较短，而且更为重要的是，在制成实物之前便可以实施，这样可以避免实物损失并缩短优化过程的时间，提高工作效率。　　本文以某摩托车发动机壳体为例，采用理论分析与试验分析并行分析的研究方法，试验分析给予理论分析以合理的激励条件及验证理论分析方法的正确性，理论分析为壳体噪声的优化提供方向。最终分析出发动机壳体的振动噪声特性。　　在试验分析方面，通过对摩托车进行噪声试验，发现该车工作时，在其右侧面存在1kHz附近的共振频率；通过对发动机右侧面进行声强试验，发现1kHz附近的噪声是通过壳体向外辐射的，以结构噪声为主，综合分析两种试验所得的数据，发现发动机壳体的声辐射导致车外加速噪声过大，这个分析结果为下一步优化壳体的振动噪声特性提供了方向，此外，为了进一步分析壳体的振动特性及为在理论上检验所建立的有限元模型的正确性提供试验依据，还对发动机右壳体进行了模态试验。　　在理论分析方面，采用有限元法与边界元法联合求解的方法分析发动机壳体的振动噪声特性，首先对发动机壳体进行模态分析，将试验模态与计算模态进行对比，两者的吻合程度较高，表明所建立的有限元模型的正确性；再分析发动机壳体在振动加速度激励下的动态响应，得到壳体表面的振动速度频谱图，并与试验所得壳体上典型点的振动速度频谱图进行对比，仿真结果与试验结果吻合较好，最后对壳体进行辐射仿真分析，得到其结构外部声场特性，将预测结果与试验结果在各频带下的噪声源分布及噪声频谱构成进行对比分析，分析了误差产生的原因，对比分析结果表明，采用有限元法与边界元法联合求解的方法能够有效的预测出壳体辐射噪声。　　在找到一套有效的理论计算方法来研究壳体辐射噪声后，综合考虑了壳体的结构特性，通过对壳体结构进行合理的修改，再采用相同的理论计算方法对改进后的壳体进行辐射噪声分析，理论计算结果同样通过了试验的验证，并且通过对壳体结构进行合理的修改，降低壳体辐射噪声2.2dB(A)。再次表明采用有限元法与边界元法联合求解的方法能够有效的预测出壳体辐射噪声，并且采用此方法能够很方便的对壳体结构进行声学优化。
作者：	周科
专业：	车辆工程
导师：	杨诚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文