工程机械排气引射管优化设计

本文论述了排气引射管的各阶固有频率和模态振型计算方法。建立了某款工程机械排气引射管的声学计算模型,计算了其固有频率并分析了引起共鸣的原因,开展了结构参数的优化设计。计算结果表明:排气引射管的一阶固有频率与排气脉冲频率基本符合,存在共鸣现象,使排气噪声增加,改变引射管长度对引射管声腔一阶固有频率的影响较增大直径效果明显;通过优化设计使排气与引射管的共鸣转速在1300rpm附近,削减了共鸣对排气噪声的影响,缩短了引射管减轻了振动。为工程机械排气排气引射管优化设计提供了一定基础。     

某重型载重车辆振动分析和控制

为了有效消除某重型载重车的驾驶室水平晃动,对车架和驾驶室悬置进行了综合有限元模态分析, 分析了载重车驾驶室和车架的前6阶固有频率及模态振型特征.结合试验测试的路面激振信号分析,对车架有限元模型进行了动力优化.实际结果表明,驾驶室侧向弯曲模态固有频率与路面随机激励频率错开3～4 Hz后,减小了驾驶室的横向振动,改善了该型载重车的平顺性.     

基于轻量化设计的挖掘机驾驶室噪声分析

构建了某挖掘机驾驶室的结构和声学有限元模型,以驾驶室结构厚度为优化设计变量,以驾驶室第1阶结构模态为约束条件,对驾驶室进行了轻量化优化设计.同时,以空调出风口处模拟体积声源激励,在考虑声固耦合条件下,通过声声传递函数分析驾驶员右耳处噪声在轻量化前后的声压级值.结果表明:采用该轻量化方案后,驾驶室结构第一阶模态频率提高了...     

装载机驾驶室结构模态分析

装载机的驾驶室作为装载机的驾乘空间,为了满足操作人员的舒适性和安全性,对于其结构的减振抗震功能有着很高的要求,是装载机NVH性能研究的重点目标。本文使用有限元方法对驾驶室的结构模态进行计算,给出了各板块的主要频率和模态振型,并与激励频率进行对比分析,给出应该重点关注的振动频率和振动板块,为后续的试验确定了重点的试验转速,并指导了驾驶室的结构优化设计。     

车辆驾驶室顶板振动的影响分析

对驾驶室的模态研究中发现驾驶室顶板的振动不能忽视。通过模态试验得到驾驶室七阶模态频率(15.67 Hz)下的振型表现为驾驶室顶板明显的垂向振动;运用薄板理论对驾驶室顶板进行固有频率计算,并与模态试验结果作比较;在Matlab/Simulink环境中建立两种驾驶室仿真模型,模型一：将驾驶室作为一个整体进行研究;模型二：将驾驶室顶板隔离作为一个单独部件进行研究;分别对两种仿真模型进行计算,分析驾驶室顶板振动对驾驶室地板处垂向振动的影响,结果显示驾驶室顶板对驾驶室地板处加速度方均根值的影响率为9%,峰值的影响率为2%～3%。同时还对驾驶室的七阶振型进行力学分析。从力学的角度分别对驾驶室出现绕z轴(垂直方向)的旋转现象以及轻微的左右摆动和前后俯仰现象进行定性分析。     

某铝合金驾驶室结构模态和声腔模态分析

驾驶室的结构设计决定了商用车的NVH性能,其中框架结构决定驾驶室的整体结构模态,板的局部结构模态频率容易与驾驶室声腔模态耦合。以某铝合金驾驶室为研究对象,建立有限元模型求解结构模态和声腔模态,对铝合金驾驶室的结构特性进行评价。     

驾驶室面板声学分析与结构优化

车室内噪声控制具有重要的研究意义。建立某拖拉机驾驶室结构和声学的数值模型,通过模态分析评估声腔整体设计;基于声固耦合分析计算驾驶员右耳旁声压,利用声学传递向量进行驾驶室面板声学贡献度分析,确定实际激励下引起噪声峰值的主要正贡献面板。根据分析结果对结构进行改进,降低了驾驶员耳旁噪声,研究结果对工程生产具有一定的参考价值。     

某驾驶室悬置的模态分析

以某驾驶室悬置为研究对象,基于三维软件UG建立几何模型,以Hypermesh软件建立有限元分析模型,并应用ANSYS软件进行模态分析,求出了某驾驶室悬置前六阶固有频率及相应振型,对各阶频率进行了分析,可为该车型驾驶室悬置系统的结构优化设计提供理论参考。     

一种小型二冲程汽油发动机的动态特性分析

针对传统小型二冲程汽油机的振动与噪声问题,采用Solid Works建立发动机三维实体模型,基于ANSYS Workbench对发动机整机进行模态分析,给出发动机前4阶固有频率及振型云图,并辅助以实验模态进行验证。结果表明,发动机最低阶模态频率447.1Hz高于额定运行工频125Hz,系统不会发生结构共振,为预知结构设计的薄弱环节与减振降噪设计提供参考依据。     

轻卡驾驶室动应力测试及分析

针对某新型轻卡在道路耐久实验中出现的驾驶室局部开裂现象,通过进行动应力测试,采集了该驾驶室各测点的动应力,对测点的动态响应进行了时域分析和频谱分析,结果表明:部分测点动应力较高,且在一阶模态频率处振动能量最大;动应力频谱分析中的谐振频率与有限元计算的模态频率吻合较好,均表明该驾驶室的一阶、二阶模态频率较接近,导致驾驶室在行驶中会存在耦合振动,降低了该驾驶室的疲劳强度。通过分析,为该驾驶室结构改进指出了方向。     

某装载机后车架的模态以及振振灵敏度分析

装载机在工作过程中会产生较明显的振动。其中,车架自身固有频率肯能和外界激励频率产生共振,进而加剧装载机整体的振动幅度。如果发动机激励频率与后车架模态频率发生耦合,或者车架自身的振振灵敏度过大,都将引起驾驶室较大振动。本文通过计算装载机后车架的模态频率、模态振型以及振振灵敏度,对装载机的振动性能以及可靠性进行研究,为后续的优化工作做好准备。     

空间遥感器支撑桁架的模态计算与试验

为保证空间遥感器成功发射,采用有限元法计算了主要承受动力学载荷支撑桁架的模态特性,用锤击法对支撑桁架实物进行了模态测试。对计算结果与试验结果的模态频率进行了对比,用视觉比较、模态置信准则等方法进行了模态振型相关性分析。结果表明,桁架结构的一阶频率为154 Hz,满足了一阶频率＞140 Hz的设计要求;桁架结构的有限元模型平均频率计算误差＜10%,局部存在与试验结果相关性＜0.5的振型,需要进一步的修正,才能满足后续工程的应用要求。     

某客车低频轰鸣声分析及控制

某客车在正常行驶时,车内前排乘客有压迫耳膜的感觉,长时间乘坐会出现头晕、恶心的症状。针对这种现象,采集车内噪声值,分析噪声频谱,发现车内前排噪声值在14 Hz时达到最大。对该车进行不同工况的试验排查和偏频试验,得出此14 Hz的激励来自路面。建立该车有限元模型,进行模态分析、声腔模态分析,发现在14 Hz时车身顶棚局部模态变形较大且一阶声腔模态频率也为14 Hz左右,客车车内轰鸣声来自车身板件和车内声腔耦合所致。据此加强了顶棚结构刚度,并将钢板弹簧悬架换成空气气囊悬架。实车道路测试发现车内前排噪声降低8 d B(A),主观感受车内轰鸣声消失。     

某特种车车内中频噪声的混合FE-SEA法分析

为了更好地对特种车车内中频噪声进行分析,采用混合有限元-统计能量分析方法,建立某特种车混合FE-SEA模型,根据理论方法获取各子系统的模态密度、内损耗因子、耦合损耗因子以及有限元车身的辐射效率;通过实车试验获取发动机悬置和分动箱悬置处的激励;把获取的参数和激励施加在混合FE-SEA模型中,并在200~800 Hz频率范围内,对有限元结构子系统进行模态计算,然后仿真预测获取车内噪声声压级,同时与测试结果作对比,绝对误差在7%以内,表明仿真模型精度较好;最后对车身板件的功率贡献量进行了分析,得出驾驶室头部声腔的功率贡献量主要来于顶盖和下部声腔。     

分体式涡旋压缩机箱体模态的数值分析

利用Pro/E软件和有限元软件Ansys Workbench联合对分体式涡旋压缩机箱体进行模态分析,分析了自由模态和约束模态的前10阶振型和模态频率,了解了箱体振型特点及振型位移最大的区域,并依据分析提出了改进方案。该分析对同类产品固有特性分析与设计具有指导意义,为分体式涡旋压缩机振动、噪声特性分析与控制提供了依据。     

船式拖拉机船壳的试验模态研究

针对船式拖拉机样机在试验过程中出现中间轴已疲劳破坏和轴承损坏的现象,拟采用多点激励模态分析方法对其船壳动力学特征参数进行测试。试验研究中采用输出噪声估计模型获得频响函数,利用频域多参考点模态参数辨识方法进行模态参数识别,获得100 Hz以内系统的前7阶固有频率及前三阶模态振型。试验结果表明,船式拖拉机船壳存在较低的一阶固有频率,并且在发动机启动过程中由于变速箱的转动频率和发动机的振动频率分别与船式拖拉机船壳的一、二阶固有模态频率吻合,系统容易引起共振。研究结果为解决中间轴疲劳破坏问题指明了方向,为船壳设计和结构优化提供了理论依据。     

单输入多自由度系统自然激励技术的解析格式

自然激励技术的提出为大型复杂工程结构环境激励下的模态提取提供了一条新的途径,但对于单输入的情况存在以下问题:白噪声激励下结构系统位移响应的互相关函数公式中的相位角和幅值缺乏解析表达式;当动力荷载恰好作用在系统某阶振型的节点时可能出现的现象缺乏分析和物理解释.发展了单输入自然激励技术,推导了白噪声激励下结构位移响应的互相关函数,给出了其中相位角和幅值的解析表达.研究发现,当单输入动力荷载恰好作用在系统某阶位移模态的节点时,任意两自由度位移响应的互相关函数中将不含有频率值等于该阶模态有阻尼固有频率的简谐成分,即该阶模态的信息在互相关函数中得不到反映.     

重卡驾驶室的声固耦合模态分析

利用有限元法建立某重卡驾驶室车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。使用Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析,为下一步的车身设计和改进提供了依据。     

基于模态分析的某客车车身NVH性能优化

针对某客车存在的车身共振问题,对白车身进行模态分析、获取其模态参数,分析出产生共振的原因为车身一阶模态频率与轮胎不平衡产生的激励频率相近;建立白车身有限元模型,进行模态仿真分析;通过对比试验及仿真的白车身模态参数,验证模型的准确性;针对其一阶模态频率,对白车身模型进行模态应变能分析,选取车身一阶模态振型下刚度不足位置,对白车身进行加强,提高白车身一阶模态频率,使之避免与轮胎激励频率相近而造成的车身共振,实现白车身NVH性能的改善.     

基于模态振型形状优化的结构声辐射控制

针对复杂结构形状难以参数化的问题,建立基于有限元网格的参数化形状优化模型,提出一种基于模态振型的结构形状优化方法以控制结构声辐射功率。该方法通过有限元法计算结构的振动特性,然后采用瑞利积分进行结构的声辐射分析,在此基础上,用一组模态振型绝对值线性组合定义修改区域的形状优化函数,以每阶模态振型贡献因子为设计变量,通过改变模态振型贡献因子来优化结构的形状,达到降低结构声辐射功率的目的。研究简谐激励力下的结构声辐射优化,以结构声辐射分析频率带内的辐射声功率均值为设计目标,结构有限元结构坐标的最大变动值及模态频率为设计约束,利用序列二次规划算法进行优化求解。以几何平板和复杂曲面为数值算例,研究结果表明该方法可以有效控制结构声辐射。