活塞侧向力作用的船用柴油机噪声预报方法
2012-08-21杨延涛曹贻鹏马修真
舰船科学技术 2012年10期
杨延涛,曹贻鹏,马修真
(1.海军装备部招标中心,北京 100071;2.哈尔滨工程大学动力装置工程技术研究所,黑龙江 哈尔滨 150001)
0 引言
在发动机的所有噪声源中,发动机表面的辐射噪声是主要的噪声源。它主要由燃烧噪声和机械噪声构成,当发动机高速运转时,机械噪声往往是最主要的噪声源。国内外研究表明,全负荷下柴油机的气缸体和油底壳表面辐射的噪声合计占整机噪声的55%左右[1];通过缸盖与气缸盖罩表面辐射的噪声仅占整机噪声的18.7%,由此,气缸体和油底壳是发动机的2个最主要的噪声源。
柴油机振动噪声控制方法的提出依赖其整机振动噪声特性分析,目前柴油机振动声辐射计算分析最常用的方法是使用FEM/BEM[2-4],使用FEM建立结构的有限元模型,在模型相应位置上施加已计算出的激振力,计算结构的表面振动响应,再把振动响应作为边界条件,使用BEM计算整机表面声辐射[5]。
在柴油机任意工作循环中,活塞做往复直线运动,此情况下活塞侧向力的大小和作用位置均随曲柄转角不断变化,此时采用频域分析方法无法同时描述此过程,使得柴油机振动噪声的频域预报方法与实际工作过程产生一定偏差,无法更准确获得柴油机振动噪声特征。通过已有分析,柴油机机体与油底壳为主要辐射面,在整机辐射噪声中占较大份额,因此,本文以TBD234V8柴油机的机体和油底壳为研究对象,基于时域动力学分析方法进行结构的响应分析,能够考虑到任一时刻侧向力作用位置随着曲轴转角的变化情况,再基于无限元方法[6],建立声场模型,对机体表面辐射噪声进行时域的仿真计算,并以此计算结果为依据对模型较薄弱的部位进行加强,降低模型的表面辐射噪声。……
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