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原文传递汽车排气系统的声振特性研究

论文题名：	汽车排气系统的声振特性研究
关键词：	消声器;有限元;模态分析;排气系统;声振特性
摘要：	“能源与环境”是汽车工业在21世纪发展所面临的两大课题，随着汽车工业迅速发展，汽车噪声污染日益严重。汽车排气噪声是汽车主要噪声源之一，目前在排气系统中安装排气消声器是减少排气噪声的主要方法。对于排气系统的研究，以往的研究工作主要是集中在消声器的声学特性的研究，对振动研究不多，但是振动和声是分不开的。所以本文从声和振两方面，通过理论、模拟计算及试验等多种手段对排气系统进行了深入细致的研究。对排气系统的振动特性进行深入的分析研究，以一款480柴油车配装的排气系统的数值仿真和改进设计为例，通过采用有限元和模态试验分析的方法，对其振动特性进行了详细的研究，得出了该排气系统的模态参数，找出了该排气系统怠速工况下振动剧烈的主要原因，就是发动机激励频率和排气系统的固有频率接近产生共振，通过改变吊挂位置解决了其怠速工况下的振动剧烈问题，为今后的排气系统振动控制提供了研究基础，同时这一研究结果也是壳体辐射噪声预测的基础。在消声器的消声性能模拟方面，运用ANSYS和SYSNOISE专业分析软件、三维有限元法，对不同的结构形式的消声器的性能进行模拟，并得到试验的验证，总结了不同结构参数对消声性能影响规律。与一维方法相比，三维有限元方法可以相对准确的预测中、高频范围内的消声特性。为了降低高频噪声通常使用阻性消声器，在膨胀腔内加入阻性吸声材料，本文使用多域分析方法将有限元模型划分为空气和吸声材料2个不同的区域，实现了阻性消声器的性能仿真。对于消声器的消声性能的提高，提出了两种方案，就是在原消声器纯抗性的基础上，通过增加短管或将隔板变成穿孔板并在第四腔的出气管变成穿孔管附加吸声材料的方法。利用上面模拟计算总结的规律，使用SYSNOISE有限元流体模型，进行消声器的传递损失的预估，并得到台架试验的检验，两种方案都满足了相应的法规要求，并且短管效果比穿孔板的效果要好。通过对实际消声器的结构改进，模拟计算的结果虽然和台架试验存在差距，但是趋势一致，这为消声器的改进设计提供了很好的模拟手段，节约试验费用、缩短开发周期。基于边界元技术，建立了排气系统壳体辐射声的预测模型，将有限元计算得到的动态响应结果用于排气系统壳体辐射噪声的预测计算，得到了声辐射的近场声压，为在设计阶段进行噪声预测评价提供了基础。
作者：	李兆文
专业：	农业机械化工程
导师：	王继先;王务林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	安徽农业大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文