动力机械降噪研究

论文总字数：27773字

摘 要

随着技术的不断进步，工程机械行业现代化的迅速发展，人们对于动力机械的要求在各个方面都不断提高，不再仅仅局限于使用的效率、耗材，对于机械舒适和环境控制等方面也越来越严格。而噪声的控制不仅关系到机械操作人员的舒适和安全，还影响着机械运作附近范围内的环境保护。一切噪声起源于振动，振动一方面会影响机械部件的使用寿命，使机械过早疲劳并损坏，这对整体机械的安全性造成了巨大的威胁；另一方面过大的噪音对机械操作工人的听力和心理健康造成损伤，甚至影响机械作业周围居民的日常生活。因此在现代化工业化的今天动力机械降噪研究意义重大。本文的研究目的在于，从声学的基础理论出发，论述声波的一些基础性质，通过仿真模拟声在不同形状管内的传播，观察声压场的分布，实现振动噪声的虚拟再现，以此为基础结合振动噪声的基础理论讨论消声器的设计方法。之后结合现实中的汽车发动机，对汽车动力部分的空气动力噪声和结构的噪声进行了一些研究。在空气动力噪声的基础上，对其中较为重要的排气噪声部分进行了研究，讨论了其产生的机理和影响因素，并且使用有限元软件ansys进行消声器仿真实验以证明理论分析。

关键词：声波；机械；管道；振动；消声器

A RESEARCH OF NOISE CONTROL ON POWER MACHINERY

03012121 ZHANG Junnan

Supervised by TAN Ping

Abstract：With the development of technology and modernization of engineering machinery industry, power machinery is required by people in many perspectives. Not only its service efficiency, but also comfort of machinery and control of environment are strictly required. Among them, control of noise is closely related to operation staff's comfort level and safety as well as to environmental conservation around the machinery. All kinds of noises are originated from vibration. On one hand, with fatigue damage appearing earlier, the vibration shortens service life of machine's components, which is a great threat to safety of the whole machine. On the other hand, excessive noise may damage operation staff' ears, and even disturb resident's daily life around. Therefore, with the development of modernization and industrialization, the study on the reduction on noise of power machinery is of great significance. This thesis tries to state some basic qualities of sound waves from fundamental theories of Acoustics. By means of observing transmission of simulation sound through tunnels in different shapes, the distribution of field of sound is also observed. In this way, noise of vibration can be simulated. Based on these approaches and some fundamental theories of vibration noise, this thesis aims to talk about design of acoustical damper. Moreover, taking automobile engines in people's daily life into consideration, this thesis studies theories of analysis of aerodynamic noise and structural vibration noise. Exhaust noise, the essential part of analysis of aerodynamic noise is specially focused on producing mechanism and influential factors. Finally, this thesis states ways of optimizing structure of engines, use the simulation application ansys to simulation the muffler work in the real environment.

Key words：sonic；machinery；pipeline；vibration；muffler

目录

绪论 I

Abstract…………………………………………………………………………………………....Ⅱ

第一章 绪 论 1

1.1动力机械降噪研究背景 1

1.2本文的主要工作 2

第二章 声波的基本性质 3

2.1概念 3

2.2声压的基本概念 3

2.3理想流体媒质的三个基本方程 4

2.3.1运动方程 4

2.3.2连续性方程 5

2.3.3状态方程 5

2.4平面波的基本性质 5

2.4.1波动方程的解 5

2.4.2声波的传播速度 7

2.4.3声阻抗率与媒质特性阻抗的基本概念 7

2.5声场中的能量关系 7

2.5.1声能量与声能量密度 7

2.5.2声强与声功率 8

2.6声压级、声强级和声功率级 8

2.7声波的传播特性 9

2.7.1声学边界条件 9

2.7.2声波的反射、透射和折射 9

2.7.3声波的散射 9

2.7.4声波的干涉 9

2.7.5声波的衰减 10

第三章 声波在管内的传播 11

3.1声波在圆管中的传播 11

3.2声波在变截面管道的传播 11

3.3中间插管的传声特性 13

第四章 空气动力噪声及其控制 14

4.1排气噪声的产生机理 14

4.1.1基频噪声 14

4.1.2气柱共振噪声 14

4.1.3亥姆霍兹共振噪声 15

4.1.4其他噪声 15

4.2影响排气噪声的主要因素 16

4.3噪声控制技术 17

第五章 排气消声器 18

5.1消声器性能评价指标 18

5.1.1声学性能评价 18

5.1.2空气动力性能评价 18

5.1.3消声器的机械性能 19

5.2消声器的设计依据 19

5.3消声器的影响因素 20

5.4扩张管式消声器理论分析 20

第六章 消声器实例 24

6.1ansys有限元声场分析过程 24

6.2加装扩张管式消声器 24

全文总结 31

致谢………………………………………………………………………………………………..32

参考文献…………………………………………………………………………………………..33

第一章 绪 论

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