柴油機低噪聲結構動態(tài)設計方法的研究.pdf

1、本文運用機械產品動態(tài)設計的理論和方法，系統研究了以低結構噪聲為目標的柴油機動態(tài)設計流程。在設計階段建立柴油機主要部件的動力學分析模型，得到了結構的動態(tài)特性；計算并分析結構動態(tài)響應，實現了柴油機振動及噪聲性能的預測；依據所獲得的預測結果、結構動態(tài)特性、系統激勵等信息對結構進行修改，最終達到了低結構噪聲柴油機的設計目的。 ⑴通過理論分析與實驗研究兩種不同的手段，建立一臺車用六缸柴油機的兩個主要部件機體和曲軸的動力學模型，經過實驗模態(tài)

2、分析與有限元分析結果的對比，驗證了所建立的有限元模型的合理性。分析了機體和曲軸的動態(tài)特性，得到它們的主要振動模態(tài)及模態(tài)頻率。 ⑵根據柔體多體動力學的基本理論，推導了柔性旋轉軸的有限元模型，借助大型結構動態(tài)分析的子結構方法，將柔性曲軸看作一個子結構，采用子結構綜合方法將柔性曲軸與發(fā)動機其它構件連接，進行了發(fā)動機曲柄連桿機構動力學分析。 ⑶建立機體結構動態(tài)響應模型，得到了發(fā)動機主要激勵力對機體表面振動的傳遞特性以及表面振動速

3、度。推導結構表面振動速度與輻射噪聲之間的關系，并算出機體表面噪聲輻射聲功率，實現了機體結構動態(tài)響應預測。 ⑷設計不同的實驗方案，分離出柴油機的進氣噪聲、風扇噪聲、機械噪聲和燃燒噪聲，得到了它們對整機噪聲聲功率的貢獻度。通過對實驗結果的整理分析，發(fā)現了柴油機負荷、轉速對上述噪聲的影響規(guī)律。為后期的設計改進提供了指導。 ⑸進行機體結構的改進設計的實際應用研究。根據結構動態(tài)特性及動態(tài)響應分析結果，針對激勵源、載荷承受體結構動態(tài)