基于声固耦合特性的消声器结构改进

为了研究排气消声器内部声场对消声器结构的影响,掌握消声器系统耦合特性,建立了消声器的声振耦合模型,对耦合系统中消声器壁板在声场影响下的振动位移进行分析。发现高频时,声场作用对结构振动位移的影响较大,特别是90Hz频率附近消声器壁的位移响应明显,影响消声器系统性能。为了保证消声单元性能的稳定性,以减小振动位移响应量为目标,对消声器结构进行改进,使得消声器壁板的振动位移减小,并使最大位移振动频段避开了激励频段。     

车内耦合声场振动噪声预测研究

建立了轿车车身结构有限元模型、车室声腔声学有限元模型,以及声固耦合模型;进行了车身结构模态分析、车室声腔声学模态分析和耦合声场模态分析.研究了声固耦合系统在发动机和路面激励作用下的车内声学响应,预测了车内振动噪声并分析了车身各板件的声学贡献.据此采取了相应的改进措施后,得到了较好的降噪效果.     

由路面引起的汽车振动能量耗散特性频域分析

针对行驶过程中由路面引起的汽车振动能量耗散问题，提出了基于汽车振动二自由度单轮模型的能量耗散特性频域分析方法。采用汽车振动二自由度单轮模型推导了模型的频率响应，确定了能量耗散振动响应量及其频率响应。将路面激励功率谱密度与振动响应量的功率谱密度和均方根值相结合，建立了能量耗散振动响应量统计特性和振动能量耗散平均功率的表示。采用Matlab开发了汽车振动二自由度单轮模型的能量耗散特性频域分析仿真程序，通过3种分析方案研究了由路面引起的汽车振动能量耗散特性。结果表明，汽车振动能量耗散平均功率与速度和路面等级相关，受到路面等级的影响较大；在以B级路面为主的国内城市行驶工况下，由路面引起的汽车振动能量耗散平均功率比较低。     

钢箱梁的声振特性及影响因素研究

为分析钢箱梁的声振特性，联合锤击试验和统计能量分析（SEA）方法从统计能量分析参数和声振响应两方面进行研究。首先，以某钢箱梁节段[10.1 m（长）×4.8 m（宽）×3.1 m（高）]为对象，通过锤击激励获得顶板和底板不同位置的加速度频响函数。然后，建立SEA模型预测钢箱梁的振动声辐射，考察了各板件在100~5 000 Hz频段的模态数，并将加速度频响函数的仿真结果与实测值进行对比。最后，通过数值仿真分析，探讨了结构设计参数（加劲肋和横隔板）对统计能量分析参数和钢箱梁声振响应的影响规律。研究结果表明：除个别频带外，顶板和底板不同测点位置的加速度频响函数没有显著差异；SEA方法可较精确地预测钢箱梁的高频振动噪声，且相比有限元方法具有更高的计算效率；设置加劲肋后，板件的模态密度和输入功率均下降，子系统间的耦合程度降低，但板件的辐射效率增大；设置加劲肋后，顶板和底板的振动速度级在每个频带平均下降8.2 dB和6.7 dB，钢箱梁声功率级在每个频带平均减小3.1 dB（A）；相比加劲肋厚度而言，加劲肋间距对钢箱梁声振响应的影响更大，应优先作为声学优化的主要参数；横隔板可在一定程度上降低板件的振动响应，取消横隔板将导致钢箱梁声功率级在每个频带平均增大1.3 dB（A）。     

交通荷载作用下市政道路路面振动测试与分析

对市政道路进行减隔振设计,需先研究交通车辆荷载引起的道路振动特性。实测了广州市南大路和番禺大道北辅路在四种车辆和混合车流时的路面振动加速度,并对测试数据进行峰值、频谱、VLz振级分析,研究车辆荷载引起的市政道路振动规律。结果表明:道路振动加速度响应幅值与汽车轴重、行驶速度、道路结构刚度密切相关,随着汽车轴重、车辆行驶速度和道路刚度的增大而增大;汽车荷载激励以竖向振动为主,频率主要在5.0～40.0 Hz之间,能量集中于10.0~20.0Hz范围。     

SEA方法在车身声振设计中的应用

介绍了统计能量分析(SEA)方法的特点、原理及其在汽车车身声振设计中的应用情况.SEA方法是建立在一定假设基础上的基于能量统计的方法,可应用于早期开发阶段的产品特性分析与匹配,且可与CFD方法综合运用预测汽车内部风噪声,与FEM综合运用及与试验相结合预测整车的声振特性.阐述了通用SEA模型,以及用SEA方法分析吸声、阻尼材料对车内声场的影响,并以多个分析研究和具体实例说明了SEA方法在汽车车身声振设计中的应用.     

基于有限元技术的汽车方向盘模态分析

引言 结构的动态特性是许多科学领域的重要研究课题.各种实验方法、解析方法和数值方法已经被广泛应用于理解和预测结构在各种内外激励作用下的动态响应.模态是结构的动态特性之一,是结构动态特性分析的基础,包括固有频率和振型,是振动系统的固有特性,对结构的动态响应、动载荷的产生和传播以及结构振动的形式等具有重要影响.     

高铁桥梁全封闭声屏障降噪性能试验与数值研究

为探明铁路桥上全封闭声屏障的降噪性,选取铁路桥上不同车速的混凝土全封闭声屏障、金属全封闭声屏障和单侧直立式声屏障测试断面,开展声屏障内外声场的噪声测试,建立全封闭声屏障统计能量分析模型,结合实测结果验证数值模型的适用性,最后对比分析声屏障不同结构形式、隔声板材料和传声损失、车速对声屏障降噪量的影响,探讨声屏障数值模型中...     

城镇客车车身振动特性仿真分析

以一款城镇客车为研究对象,针对其车身壁板振动剧烈的问题,利用有限元法对其结构振动进行相关研究。对车身进行模态计算和谐响应分析,得到车身结构的固有频率、模态振型和位移响应;结果表明:车身顶棚的振动比较剧烈,尤其在75Hz时振动位移量最大,车身前部和两侧也有明显的振动形变;最后,提出降低振动、提高乘坐舒适性的措施。     

大跨斜拉桥悬臂施工期抗风措施性能实测研究

以在建的某座大桥为背景,对其"下拉索+TMD"的施工期抗风措施性能进行实测。在对抗风措施方案进行动力特性分析的基础上,通过东华动态信号测试分析系统和加速度传感器来获取实测数据,分别采用桥面吊车横桥向紧急制动和人工激励TMD两种方式来激励桥梁,使其产生横桥向振动,实测桥梁结构的横向振动频率和阻尼比;采用环境激励来测试主梁竖向振动响应,识别其竖向振动频率。通过对比实桥加抗风措施前后阻尼比及频率的变化来对大桥施工时抗风措施的减振效果进行评估。结果表明:"下拉索+TMD"的施工抗风措施对高墩大跨度斜拉桥悬臂施工期的风振控制效果明显,可有效降低桥梁结构风致振动响应。     

基于支持向量机的钢筋混凝土桥梁损伤识别

为了克服现有方法存在的一些不足,提出基于小波包和支持向量机的混凝土桥梁损伤识别方法。采用小波包对环境振动下的信号进行分解,获得各个频带上的能量,该向量对损伤敏感,可以作为模型识别的输入向量。利用支持向量机强大的分类功能,提出根据频带能量建立支持向量机并进行损伤模式识别的方法。应用该方法对一座三跨连续梁桥进行了损伤识别分析。结果表明经过训练的支持向量机可以较准确地识别出损伤位置和程度。对小波频带能量进行主成分分析后建立的支持向量机会获得更好的识别效果。获得更精确的实际信号特征将进一步提高有限元模型精度和实际应用效果。     

摆式碰撞双重调谐质量阻尼器减振性能研究

柔性高耸桥塔具有刚度低、阻尼小等特点，极易在强风以及地震等动力荷载下产生大幅振动。摆式调谐质量阻尼器(Pendulum Tuned Mass Damper，简称摆式TMD)是目前常用的高耸结构被动控制方法，但其具有参数敏感、控制频域窄、阻尼实现手段复杂等突出缺点。为此，提出了一种摆式碰撞双重调谐质量阻尼器(Pendulum Pounding Double Tuned Mass Damper，简称PPDTMD)，该阻尼器具有双重调频能力，既提高了其减振性能，也解决了传统摆式TMD需要外接阻尼元件和碰撞式TMD噪声问题。建立了多自由度结构与摆式碰撞双重调谐质量阻尼器耦合系统的运动方程，通过参数搜索方法确定了其最优设计参数，拟合得到简化设计公式，对比了PPDTMD与传统摆式TMD的减振效果。以某自立桥塔为研究对象，分别研究了在涡振、地震、强风荷载作用下PPDTMD的抑振性能。研究结果表明:PPDTMD具有双重调谐特性，减振性能显著提升，当质量比为4%时，PPDTMD相对于理想摆式TMD、实际摆式TMD的动力放大系数峰值分别下降了11%和46%;在PPDTMD控制下，自立桥塔涡激共振(简谐激励)作用下的塔顶位移响应幅值减振率为71.9%；Kobe波作用下的塔顶位移峰值及均方值减振率分别为34.7%和60.2%；抖振力作用下的塔顶位移峰值及均方值减振率分别为26.9%和43.5%;不同动力荷载下PPDTMD的减振性能均优于传统摆式TMD。     

地震-波浪耦合作用下考虑相位差影响的深水桥墩动力响应分析

跨海深水桥墩往往受到不可忽视的波浪作用,在设计时需考虑波浪力.在地震作用下,桥墩附近海域的波浪场受到地震动水压力的干扰,波浪作用也受到影响,桥墩的动力响应需考虑两者的耦合作用.另一方面,地震起振时,墩底处地震波的相位可简单视为0,而桥墩处的波浪相位可能在0～2π之间变化,地震与波浪之间的相位差将直接影响波浪作用的大小,...     

基于面板贡献量控制车内噪音声

针对某SRV车,建立了白车身有限元模型和声学边界元模型.对声固耦合和非耦合时驾驶员右耳的声压频率响应特性进行分析,结合模态分析找出关注频率.在这些频率下进行面板贡献量分析,找出了主要的正负贡献面板.对白车身进行速度频率响应分析,找出振动腹部的节点;运用加权系数法,建立与节点速度和场点声压有密切关系的目标函数.在此基础上...     

Effects of rail thermal stress on the dynamic response of vehicle and track

A new method is proposed to obtain the dynamic responses of the vehicle–track coupling system under the conditions of rail thermal stress changes in high-speed railways. Exact models are established with different rail longitudinal forces, in which multibody dynamic models are used for vehicles and the direct stiffness method for structures. In order to provide a general, simple and flexible formulation to express longitudinal stress distribution, the accurate model of long slab track consists of many small units with parameters which can be initialised separately. The exact analytical equation of track frequency and modal function was obtained by the transition matrix method, which can be used in calculating the dynamic response of wheel–rail coupling model. The proposed model is verified through comparisons with other classical solutions. Under the influence of train velocities and track irregularities, the specific vibration performances that frequency shifted and amplitude peak enhanced with thermal force are demonstrated through examples. The results show that the response analyses of vehicle and track have great application potentiality for fast estimation of the rail longitudinal stress.     

低噪声沥青混凝土路面声学分析

分析了低噪声沥青混凝土路面降低轮胎噪声的机理，建立低噪声沥青混凝土路面的声学模型，用亥姆霍兹共振器模型分析计算了声波的共振频率。     

发动机声激励下的车内高频噪声分析

为研究发动机声激励下中高频噪声和整车声学包隔声性能,在VA One软件中建立整车统计能量分析模型和声学包模型,并进行基于能量的整车隔声量测试和发动机噪声采集试验,验证了整车模型的准确性.通过对驾驶员头部声腔和腿部声腔的输入能量贡献量分析,发现前围和地板是车内噪声的主要传播路径,为后续汽车声学包的优化设计和车内噪声控制提供了帮助.     

预测与降低柴油机油底壳辐射噪声方法的研究

介绍了一种针对车用柴油机油底壳辐射噪声预测和降低的方法,通过有限元/边界元法预测油底壳结构的动态特性、频响特性以及辐射声功率级,同时考虑油底壳中润滑油的流固耦合作用,提出在油底壳上布置加强板和使用复合材料的方法降低该油底壳的辐射噪声声功率级。     

基于声振法的钢管混凝土脱空检测技术试验研究

基于声振原理,研究了瞬态冲击作用下钢管混凝土脱空检测技术。提出了根据声振信号时域与频域图形中能量衰减快慢,振幅、峰值变化等特征对钢管混凝土脱空状况进行判别的方法。通过模型试验分析,证明了该方法的可行性与有效性。展望了今后进一步的研究方向,即可结合其他方法对钢管混凝土脱空程度作出精确定量分析。     

钻爆法施工隧道噪声传播特性研究

钻爆法施工的隧道囿于半封闭环境和大功率高噪声机械分布集中的特点，施工噪声问题相比地面工程更加严峻。其中，尤以钻炮眼工序声压级最高。为研究隧道施工过程中工人接触的噪声大小和类型以及噪声在隧道内的传播规律，依托拉泽快速路圭嘎拉隧道工程，通过施工现场实测和Comsol Multiphysics软件声学数值模拟互相验证，发现掌子面工人工作区域的中高频噪声普遍达到105 dB(A)及以上，掌子面钻炮眼噪声传播至二次衬砌和仰拱区域后仍达到90 dB(A)，同时危害二次衬砌和仰拱区域施工人员健康。洞内空间声压级分布受洞内构筑物和边界条件影响，轴线方向衰减速率不均匀，同一断面内声能量由于拱形断面声聚焦效应，呈现同一断面内底板中线以上3～4 m局部声压级高于拱周的状态。