預(yù)測與降低柴油機(jī)油底殼輻射噪聲方法的研究
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圖5 加強(qiáng)板不同寬度、厚度的總聲功率級
5 復(fù)合材料油底殼的聲學(xué)評價(jià)
抑制油底殼輻射噪聲的另外一種有效方法是采用阻尼減振材料,可以在不改變原設(shè)計(jì)尺寸的情況下顯著降低輻射噪聲,而且容易實(shí)現(xiàn),是一種低成本卻很有效的方法,適合發(fā)動機(jī)小型化、輕量化、高速化的發(fā)展趨勢。
在各種復(fù)合減振材料中,復(fù)合阻尼鋼板是一種約束阻尼結(jié)構(gòu),具有金屬材料的強(qiáng)度,又有良好的阻尼特性(損耗因子η = 0.025～0.073) ,對共振峰值的抑制、固體傳聲的降低、振動表面聲輻射的衰減都有明顯的效果,同時(shí)又有良好的隔聲性能,可有效抑制吻合效應(yīng),從而降低結(jié)構(gòu)的輻射噪聲。復(fù)合阻尼鋼板由基本層、阻尼層和約束層3部分組成,鋼板振動時(shí),內(nèi)部的高分子阻尼膠在兩層鋼板中間滑移,從而產(chǎn)生剪切變形,將機(jī)械能、聲能量轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉,這種效應(yīng)隨著內(nèi)部阻尼層數(shù)的增加而增大。
將油底殼材料用復(fù)合阻尼鋼板替代,計(jì)算流固耦合條件下油底殼的聲學(xué)特性,并與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比,聲功率頻譜如圖6,總聲功率級由原結(jié)構(gòu)的98.8降低到92.1dB,減振降噪效果非常明顯。
圖6 阻尼材料與原材料油底殼聲功率級頻譜圖
( 1 )在考慮流固耦合條件下,通過FEM /BEM預(yù)測油底殼的動態(tài)特性及聲學(xué)特性,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
(2) 通過在原油底殼上布置加強(qiáng)板,提高了結(jié)構(gòu)整體剛度,降低了輻射噪聲總聲功率級。
(3) 用復(fù)合阻尼鋼板可以有效降低油底殼的輻射噪聲總聲功率級,此方法不改變原結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸,是有效解決發(fā)動機(jī)各類薄壁件輻射噪聲的手段。
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