亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        淺析CAE分析在發(fā)動機振動噪聲開發(fā)中的應用

        2020-07-18 15:17:39喻博軒喻占武
        時代汽車 2020年6期
        關鍵詞:汽車發(fā)動機

        喻博軒 喻占武

        摘 要:結合發(fā)動機振動噪聲開發(fā)需求,本文對CAE技術展開了分析,并對技術應用原理和方法進行了探討。結合實例對CAE技術進行運用,完成發(fā)動機有限元分析模型建立,采用多體動力學分析方法和邊界元法進行整機表面振動加速度計算,得到的結果與臺架試驗結果相吻合,用于噪聲開發(fā)能夠取得理想的降噪效果。

        關鍵詞:CAE分析;汽車發(fā)動機;振動噪聲

        1 引言

        在汽車駕駛的過程中,發(fā)動機噪聲過大將造成汽車噪聲總水平提升,影響汽車駕駛舒適度。在發(fā)動機噪聲標準得到逐步提高的背景下,對發(fā)動機振動噪聲進行開發(fā),需要加強先進技術的應用,以便在解決發(fā)動機噪聲輻射問題的同時,降低開發(fā)成本。應用CAE展開仿真分析,能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機振動噪聲預測分析,提前采取措施改善結構聲品質(zhì),因此能夠滿足汽車開發(fā)需求。

        2 CAE分析技術概述

        CAE為計算機輔助工程分析的英文縮寫,能夠在計算機輔助下完成復雜工程和產(chǎn)的結構力學性能分析,實現(xiàn)結構性能優(yōu)化,使工程各環(huán)節(jié)得到有機組織。應用CAE的關鍵在于對工程整個生命周期的信息進行集成,利用有限元法、有限差分法等各種數(shù)學方法完成結構力學分析。針對復雜工程結構強度、動力響應、剛度、多體接觸等力學性能展開分析,應用CAE可以采用近似數(shù)值分析方法展開計算,將實際結構離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體,通過分析離散體得到能夠滿足工程精度的近似結果,用于代替實際結構分析,使工程設計上無法解決的問題得到解決[1]。而伴隨著CAE技術的分析發(fā)展,算法和理論都得到了逐步完善,衍生出的CAE軟件有較多種,用于性能分析和模擬需要完成前處理、有限元分析、后處理三個過程,完成實體建模和分析處理,根據(jù)工程設計要求和分析結果輔助用戶對方案的合理性進行判斷。

        3 CAE分析在發(fā)動機振動噪聲開發(fā)中的應用

        3.1 應用原理

        在汽車發(fā)動機振動噪聲開發(fā)中,應用CAE分析能夠在零部件及發(fā)動機整體未制造出來時對各種特性展開分析計算,實現(xiàn)結構動態(tài)特性預測。對于彈性結構來講,振動模態(tài)為結構固有特性,通過分析結構各階模態(tài)主要特征,可以對固定頻段內(nèi)結構振動模態(tài)進行預知。經(jīng)過驗證后,可以將分析得到的參數(shù)用于發(fā)動機設計,使發(fā)動機振動噪聲得到減小。采用CAE分析方法,主要通過有限元計算完成數(shù)值模態(tài)分析,能夠利用模態(tài)變換矩陣實現(xiàn)復雜自由度系統(tǒng)解耦,經(jīng)過系列單自由度系統(tǒng)振動線性疊加,能夠完成結構動力特性分析[2]。在汽車發(fā)動機中,噪聲主要來自于機械噪聲和燃燒噪聲,需要通過零部件表面向外輻射。根據(jù)聲學理論可知,噪聲將在振動面積和振動速度同時較大的位置上集中。通過噪聲測試和頻譜分析,能夠?qū)υ肼曌畲箢l率范圍進行確認,然后通過聲源定位確定輻射噪聲最大的零件。通過模態(tài)分析,能夠?qū)α悴考诠潭l率下的振型進行計算,確定振動面積最大位置,采用加強筋等措施縮小面積或改變頻率,最終達到降噪目標。

        3.2 應用方法

        應用CAE對汽車發(fā)動機進行模態(tài)分析的過程,實際就是利用相關軟件完成多自由度系統(tǒng)特征值和特征向量分析的過程,憑借軟件后處理功能可以實現(xiàn)振型和固有頻率的動態(tài)顯示。發(fā)動機作為復雜連動機構,包含缸體、缸蓋、曲柄連桿系等多個部件,先要采用多體動力學分析方法完成發(fā)動機各種激勵計算,然后采用有限元分析法進行整機表面振動加速度計算。在此基礎上,需要利用邊界元方法進行整機輻射噪聲計算。采用整機振動噪聲試驗臺架開展試驗,將試驗結果與軟件仿真分析結果進行對比,能夠確定方法是否具有可行性,能否完成發(fā)動機噪聲的高效分析,為噪聲處理提供依據(jù)。

        在多體動力學分析時,可以采用EXCITE-PU軟件完成發(fā)動機曲軸動力學建模,針對燃燒載荷激勵,利用曲柄連桿機構將結構往復運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動,完成相應模型的構建。采用EXCITE-PR,能夠完成活塞動力學建模,提供推力激勵。采用EXCITE-TD,能夠完成正時閥系激勵模型的建立,提供凸輪軸、彈簧落座力、張緊器等零部件激勵。利用ProE軟件,可以完成發(fā)動機3D模型的建立,利用Hypermesh軟件進行有限元網(wǎng)格劃分。在模型中,缸蓋、軸承蓋、鑄件支架、缸體等屬于二階四面體,利用殼單元可以進行油底殼、沖壓支架的網(wǎng)格劃分,利用質(zhì)量單元可以進行增壓器等部件的替代,并實現(xiàn)對應轉(zhuǎn)動慣量、質(zhì)量的附屬。采用Tie和KINCOUP能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)格建立,各部件附屬相應材料屬性,可以得到約70萬網(wǎng)格數(shù)量[3]。運用建立的各種模型對發(fā)動機工作固定工況進行運算,使對應發(fā)動機表面振動加速度得到恢復,可以完成加速度分析。采用LMS Virtual.Lab軟件對發(fā)動機一米噪聲分析模型進行建立,能夠運用邊界元法獲得噪聲仿真數(shù)據(jù)。開展噪聲測試時,利用五點法進行固定轉(zhuǎn)速對應各位置噪聲的測試。與試驗數(shù)據(jù)進行比對,可以完成模型合理性驗證。

        3.3 應用舉例

        3.3.1 模型建立

        如圖1所示,為某汽車發(fā)動機有限元模型,采用邊界元理論可以完成振動噪聲聲學包絡網(wǎng)格的建立。得到的網(wǎng)格緊貼有限元網(wǎng)格,屬于一階四邊形殼網(wǎng)格,能夠?qū)⒄駝觽鬟f至聲學保絡網(wǎng)格上。從聲學有限元分析角度來看,結構法線方向上場點聲壓與振動速度間存在線性關系。在小壓力擾動條件下,對發(fā)動機結構表面進行離散分析,能夠得到某點聲壓p={ATV(w)}{v(w)},其中ATV指的是聲學傳遞向量,w則是角頻率,v為法線上的振動速度。采用軟件完成曲軸動力學建模分析,可以得到發(fā)動機表面振動加速度。作為聲學輸入端,利用LMS Virtual.Lab軟件能夠得到聲傳遞向量。將其當成是傳遞函數(shù),可以得到聲場中某點聲壓值。

        3.3.2 分析結果

        在與五點法試驗結果進行比較時,需要在聲學網(wǎng)格外距離發(fā)動機各端面1m位置完成包絡網(wǎng)格的建立,從中選取排氣側(cè)、氣門室罩蓋等位置的對應場點,實現(xiàn)聲壓級分析結果提取,然后對各點平均值進行計算。從分析結果來看,在4000rpm工況下,模型仿真分析得到的平均聲壓級為92dB(A),試驗值為94dB(A),目標值為90dB(A);在5000rpm工況下,仿真得到的聲壓級為102dB(A),試驗值為105dB(A),目標值為98dB(A);在6000rpm工況下,仿真得到的聲壓級為103dB(A),試驗值為106dB(A),目標值為100dB(A)。試驗值之所以高出仿真值,主要是因為由鏈輪等附屬系統(tǒng)引發(fā)的噪聲未在模型中進行考慮。而由于仿真結果和試驗結果均比目標值大,因此需要從噪聲源著手實現(xiàn)降噪處理。

        3.3.3 噪聲開發(fā)

        結合分析結果,在噪聲開發(fā)方面需要完成發(fā)動機設計參數(shù)優(yōu)化。實際操作中,如果更改燃燒室、活塞缸等部位的設計,將導致發(fā)動機經(jīng)濟性、排放性能等受到影響,需要重新進行設計校核,成本過高。因此需要采用排除優(yōu)化激勵源的方法,在發(fā)動機輻射表面增設加強筋,促使結構整體剛度得到提高,達到降低振動激勵的目標。采取該種措施,也能提高發(fā)動機固有頻率,促使結構遠離振動頻率段范圍。對優(yōu)化后的結構展開仿真分析,可以發(fā)現(xiàn)4000rpm工況下平均聲壓級降為87dB(A),5000rpm工況聲壓級降為96dB(A),6000rpm工況下聲壓級降為98dB(A),獲得了明顯的降噪效果。為對方法有效性進行驗證,進行臺架試驗可以發(fā)現(xiàn),4000rpm工況下發(fā)動機整體平均聲壓級降低2dB(A),5000rpm工況聲壓級降低4dB(A),6000rpm工況下聲壓級降低5dB(A),能夠與模型仿真分析結果相吻合,因此可以證明模型仿真分析結果具有可靠性。

        4 結論

        綜上所述,在汽車發(fā)動機振動噪聲開發(fā)方面,應用CAE展開分析能夠通過建模完成結構振動特性分析,為結構降噪處理提供依據(jù)。從方法驗證結果來看,模型仿真分析結果與試驗相吻合,能夠保證分析結果的合理性,因此也能夠為噪聲開發(fā)提供支持。

        參考文獻:

        [1]劉海剛,劉進偉,朱明超,等.某單缸汽油發(fā)動機振動噪聲預測[J].內(nèi)燃機與配件,2019(16):86-89.

        [2]許國強.發(fā)動機振動噪聲試驗室規(guī)劃建設研究[J].汽車實用技術,2019(06):124-125.

        [3]黃森.發(fā)動機振動噪聲控制[J].汽車工藝師,2016(01):74-75.

        猜你喜歡
        汽車發(fā)動機
        汽車發(fā)動機故障維修技術探討
        金屬磨損自修復技術在汽車發(fā)動機維修中的應用探析
        汽車發(fā)動機怠速成抖動現(xiàn)象的原因及排查方法探討
        基于磁流變技術的汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化
        科技視界(2016年23期)2016-11-04 08:17:36
        《專業(yè)綜合設計實驗》課程教學探討
        考試周刊(2016年72期)2016-09-20 18:13:35
        淺談新時期環(huán)境下汽車發(fā)動機修理技術
        中高職課程銜接下汽車發(fā)動機電控技術一體化教學探討
        求知導刊(2016年17期)2016-07-27 18:01:00
        汽車發(fā)動機常見故障的排除與維修方法研究
        芻議汽車發(fā)動機怠速控制技術
        科技資訊(2015年5期)2016-01-14 17:27:56
        基于譜特征提取的汽車發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)
        日本中文一区二区在线观看| 国产高清白浆| 久久精品国产亚洲av成人无人区| 亚洲女同恋av中文一区二区| 日韩精品久久久久久免费| 波多野结衣免费一区视频| 亚洲国产字幕| 国产一区二区视频免费| 又大又粗欧美黑人aaaaa片| 欧洲日本一线二线三线区本庄铃| 在线观看av国产自拍| 中文字幕精品一区二区三区av| 色又黄又爽18禁免费网站现观看| 久久久久亚洲精品无码网址色欲| 岛国大片在线免费观看| 久久久精品久久久国产| 80s国产成年女人毛片| 摸进她的内裤里疯狂揉她动视频| 国产综合久久久久影院| 国产亚洲精品视频网站| 无码无套少妇毛多18p| 狼色精品人妻在线视频| 亚洲成a人片在线观看中文!!! | 九七青青草视频在线观看| 免费无码av片在线观看播放| 亚洲va欧美va国产综合| 精品免费看国产一区二区白浆| 日本护士口爆吞精视频| 久久精品成人无码观看不卡| 日韩AV有码无码一区二区三区| 亚洲一级天堂作爱av| 日本污ww视频网站| 精品久久亚洲中文无码| 久久久久久人妻一区精品| 在线观看国产白浆一区三区| 又大又紧又粉嫩18p少妇| 一级呦女专区毛片| 国产免费一区二区三区在线观看| 欧美日韩精品乱国产| 老太脱裤让老头玩ⅹxxxx| 日本一区不卡高清在线观看|