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解决方案

动力设备—振动噪声


  

现状:

      动力(li)装(zhuang)置(zhi)自(zi)身(shen)特有的振动噪声特性,随着(zhe)动力(li)装(zhuang)置(zhi)功率增(zeng)加、转速升高、结构轻型,如(ru)舰船用(yong)高速轻型强载柴油机,舰船、石(shi)化、能源(yuan)、交通、环保等行业越来越关(guan)注动力(li)装置的振动噪声问题。例如船舶的动力装置(zhi)噪声主要包(bao)括主机、柴油(you)发电机组、齿轮箱(xiang)及主(zhu)辅机的排气管产生的噪(zao)声(sheng),是船上最强的噪声源。该噪声的强弱决(jue)定(ding)了柴(chai)油机船的噪声级。它既(ji)有进排气(qi)系(xi)统空气(qi)动(dong)力(li)噪声,又有运动(dong)部件的撞击和主(zhu)机本身(shen)不(bu)平(ping)衡而产生振动所造成的(de)机械振动噪(zao)声。

 

 

  

      在动力装(zhuang)置设计时(shi)不仅要考虑防止产生结(jie)构(gou)(gou)共振(zhen),还要考虑如何降低设备引起的(de)振(zhen)动通(tong)过基座(zuo)及管系进(jin)(jin)(jin)行(xing)传递(di)。这时(shi)通(tong)过结(jie)构(gou)(gou)仿真模拟(ni),结(jie)构(gou)(gou)与声(sheng)(sheng)音耦合仿真,可对振(zhen)动噪声(sheng)(sheng)进(jin)(jin)(jin)行(xing)很好的(de)模拟(ni),同时(shi)对设计进(jin)(jin)(jin)行(xing)优化和(he)改进(jin)(jin)(jin)。

  

解决方案:

      对(dui)动(dong)力装置结构进行建模(mo),对(dui)结构加载荷,以不同转速和运行(xing)状(zhuang)态(tai)下进行(xing)振动(dong)模态(tai)分析,通过声学分析软件计算(suan)得到(dao)振动(dong)结(jie)果(guo)作为(wei)声(sheng)(sheng)学(xue)激励。再导入声(sheng)(sheng)学(xue)分(fen)析软件(jian)LND,通过LND进行噪声辐(fu)射模拟(ni)。

 

 

  

      理(li)论上(shang)有(you)限元(yuan)法(fa)可以(yi)用来处理(li)任何频(pin)(pin)段的(de)(de)噪(zao)声(sheng)传播与振(zhen)动问题。但是,随着频(pin)(pin)率的(de)(de)升(sheng)高(gao),涉(she)及的(de)(de)结构(gou)固有(you)频(pin)(pin)率数(shu)量迅(xun)速增加,最终(zhong)导致(zhi)计(ji)算(suan)(suan)时间过长(zhang)(zhang)而无法(fa)接受(shou);或(huo)者(zhe)由(you)于(yu)频(pin)(pin)率升(sheng)高(gao),对应(ying)声(sheng)音的(de)(de)波(bo)长(zhang)(zhang)越来越短,要求的(de)(de)单元(yuan)尺(chi)寸越来越小(为(wei)了保证精度,一(yi)般(ban)单元(yuan)的(de)(de)尺(chi)寸要小于(yu)波(bo)长(zhang)(zhang)的(de)(de)1/4),最终(zhong)导致(zhi)问题的(de)(de)规(gui)模(mo)超过了计(ji)算(suan)(suan)机(ji)的(de)(de)能(neng)力。此外(wai),随着频(pin)(pin)率的(de)(de)升(sheng)高(gao),系统的(de)(de)振(zhen)动和声(sheng)学性能(neng)对一(yi)些小的(de)(de)不确(que)(que)定(ding)因素变(bian)得十分(fen)敏感,想(xiang)以(yi)静态(tai)确(que)(que)定(ding)性的(de)(de)方(fang)法(fa)(有(you)限元(yuan)或(huo)边界元(yuan)方(fang)法(fa))对振(zhen)动和声(sheng)学反应(ying)做(zuo)出(chu)准确(que)(que)的(de)(de)预测非(fei)常(chang)(chang)困(kun)难(nan),因而引(yin)入(ru)基(ji)于(yu)统计(ji)学原理(li)的(de)(de)统计(ji)能(neng)量分(fen)析(SEA)方(fang)法(fa)来处理(li)中高(gao)频(pin)(pin)振(zhen)动噪(zao)声(sheng)问题就非(fei)常(chang)(chang)的(de)(de)必要。