發(fā)動機結(jié)構(gòu)振動及噪聲預測
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圖3 作用在活塞頂部的爆發(fā)壓力載荷
圖4 進氣凸輪軸對軸承座的作用力
4. 發(fā)動機結(jié)構(gòu)響應計算
模型搭建完成后，計算主要工況下動力總成的振動。在EXCITE中進行動力學計算后，進入NASTRAN中進行數(shù)據(jù)恢復，得到各結(jié)構(gòu)的振動響應。
模型搭建完成后，計算主要轉(zhuǎn)速工況下動力總成的振動加速度，主要計算工況包括1000r/min、最大扭矩轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速等。在EXCITE中進行動力學計算后，結(jié)果導入有限元軟件中進行數(shù)據(jù)恢復，得到各結(jié)構(gòu)的振動響應。圖5所示為發(fā)動機在6 500r/min時的表面振動速度。
圖5 轉(zhuǎn)數(shù)為6 500r/min時表面振動速度（400Hz）
1. 聲學邊界元模型建立
在Virtual Lab的網(wǎng)格粗化模塊中，先導入結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格，然后通過提取3D網(wǎng)格的面單元、補面和封包等操作，生成聲學邊界元網(wǎng)格，邊界元模型的網(wǎng)格尺寸根據(jù)計算最高頻率為2 000Hz來設置。
2. 速度邊界條件映射
建立了邊界元網(wǎng)格后，需要在Virtual Lab/Acoustic中將結(jié)構(gòu)表面振動速度映射到邊界單元節(jié)點上。圖6所示為轉(zhuǎn)數(shù)在1000r/min時邊界單元節(jié)點的振動速度（25Hz）。從圖中可清楚地看出，低頻段主要為整機的運動。
圖6 轉(zhuǎn)數(shù)為1 000r/min時表面振動速度（25Hz）
從以上圖形只能得到直觀的速度分布圖形，并不能從數(shù)量上反映各部件主要輻射表面的貢獻量。為了明確主要的結(jié)構(gòu)噪聲源的輻射表面，進行輻射聲功率的排序是非常必要的。作者編寫了振動輻射聲功率的計算程序，可方便地進行輻射功率排序。圖7為某工況的振動輻射能量排序。
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