论文总字数：23496字

摘 要

随着人们环保意识的逐渐加强和环保法规的日益完善，工程中的减振降噪问题已经越来越成为人们关注的重点。摊铺机作为公共道路交通施工中必不可少的工程机械，其噪声问题也越来越受到人们的关注。而在摊铺机整个噪声分布中，发动机的噪声比重占到了50%-70%,所以对摊铺机动力舱的减振降噪控制就显得更为关键。

本文以摊铺机动力舱作为研究对象。首先介绍了摊铺机动力舱噪声的分类、传播以及控制方法；然后着重介绍了声学有限元与边界元法，并根据本此研究中模型的特点选择使用间接声学边界元法进行仿真；随后，建立了摊铺机动力舱的有限元模型以及声学有限元模型，并在LMS Virtual.lab平台中，对动力舱外声场进行声学仿真与分析，得到了动力舱左右两隔板对于外声场分布影响较为严重的结果；最后，根据分析结果提出了在动力舱左右两侧添加吸声隔声材料的优化设计方案，并验证了优化方案。

本文的研究建立了一套对摊铺机动力舱外声场噪声仿真的分析方法，为相关领域内的研究提供了必要的依据与参考。

关键词：动力舱，噪声，有限元，边界元，声学仿真

Abstract

With the strengthen awareness of environmental protection and the improvement of environmental regulations,vibration and noise reduction in engineering has become the focus of people's attention. Paver is one of the most important engineering machine in public road traffic construction.The noise problems are becoming more and more serious.When we take a overall look around the Paver noise composition,50%-70% of the noise comes from the engine noise, so it’s critical to control the engine’s vibration and noise.

This paper sets the engine compartment of the Paver as the research object. Firstly,it introduces the generation,classification,propagation of the noise and the control method for vibration and noise reduction in the engine compartment.Then, it introduces the Acoustics finite element method and the boundary element method .And according to the characteristics of model selection in this study, it uses indirect boundary element method for acoustic simulation.After that,it establishes the finite element model and acoustic finite element model of the engine compartment and makes simulation and analysis on the outside sound field in LMS Virtual.lab platform.It gets the results that the left and right metal plates are the main influence factor.Finally,it adds the sound-absorbing materials in the left and right side as the optimization design scheme.Then validates it and makes the right conclusion.

This paper establishes a noise simulation of sound field analysis method on Paver engine compartment.It provides a necessary evidence in related fields and reference.

Keywords:Paver Engine Compartment, Noise, FEM, BEM, Acoustic Simulation

、

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪 论 1

1.1 本课题的研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文研究方法与内容 2

1.4 论文组织结构 2

第二章 声学与噪声基本理论 4

2.1 声学基本量 4

2.2 噪声概述 6

2.3 噪声识别与分析 8

2.4 噪声控制的基本原理 9

2.4 本章小结 9

第三章 有限元及分析工具简介 10

3.1 有限元简介 10

3.2 声学有限元简介 10

3.3 工具软件简介 11

3.4 本章小结 12

第四章 有限元建模 13

4.1 有限元建模概述 13

4.2 动力舱建模过程 14

4.3 本章小结 17

第五章 发动机动力舱的声学有限元分析 18

5.1 声学分析基本过程 18

5.2 摊铺机动力舱外声场仿真分析 19

5.3 本章小结 24

第六章 摊铺机动力舱优化设计 25

6.1 优化方案的选择 25

6.2 声学仿真过程与分析 25

6.3 本章小结 28

第七章 总结与展望 29

7.1 工作总结 29

7.2 工作展望 29

致 谢 30

参考文献 31

第一章 绪 论

随着科技技术水平的发展，人们的生活水平不断的提高，在能够满足正常生产生活的基本需求后，人们越来越关注更高品质的生活追求，这就包括能够有一个安静良好的生活工作环境。

在我们日常生活中，除了极少部分自然噪声外，绝大部分的噪声都是由机械或者科技设备产生的。其中最重要的就是与人们生活息息相关的汽车工程工业。可以说汽车的NHV（noise,vibration and harshness）性能已经成为汽车生产商最为关注的问题。对此国内外学者做了大量的研究工作。然而，对于大型工程机械的振动噪声问题，学者还并没有足够的重视。

1.1 本课题的研究目的及意义

现代社会中，噪声问题已经成为污染环境、危害健康以及降低工作效率的重要影响因素。它高危害性、宽影响面的特性使得其已经成为引发一系列社会问题的公害：噪声能够严重的影响交谈、妨碍睡眠；相关研究结果显示，噪声会使人们出现情绪急躁、不能集中注意力、记忆力衰减、头晕眼花以及失眠等临床症状；长时间的暴露在噪声环境下，不仅听觉系统会受到毁伤，并且会对人们的内分泌系统产生不良影响，导致身体机能下降；高频强噪声信号还会对建筑物和仪器设备产生不良影响，从而导致设备的的物声疲劳。另外，强噪声还可以掩盖信号，引发生产和交通事故。

重型的工程机械就是典型的例子。摊铺物料是道路基础设施建设中一道关键的施工工序，对道路使用寿命的影响至关重要，所以摊铺机被广泛地应用于公路工程和机场建设等施工工程中，是十分重要的大型工程机械产品。然而，由于此种重型施工机械较高的基础振动，导致驾驶室的板件、发动机罩以及整机都会出现振动问题^[1]。所以有必要对于此种机械进行深入研究。又从整个机械设备的噪声源来看，50%~70%的噪声都来源于发动机。因此，我们有必要对摊铺机动力舱进行研究分析。这不仅对其自身，并且对于同类型的工程机械的振动噪声防治也具有十分重要的参考意义。

1.2 国内外研究现状

CAE技术是随着计算机技术的迅猛发展快速发展起来的。经过多年来的发展与积累，高性能的计算机辅助工程分析系统已经深入工程分析的各个领域，包括结构分析、模态分析、NVH分析、模拟碰撞分析、流体分析等等。

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