柴油機輻射噪聲分析及聲品質主客觀評價研究.pdf

1、柴油機柴油機輻射輻射噪聲噪聲分析分析及聲品質聲品質主客觀主客觀評價評價研究研究AnalysisofDieselEngineRadiatedNoiseSubjectiveObjectiveEvaluationsonSoundQuality一級學科：一級學科：動力工程及工程熱物理學科專業(yè)：學科專業(yè)：動力機械及工程作者姓名作者姓名：倪廣健指導教師：指導教師：舒歌群教授機械工程學院機械工程學院二零二零一二一二年五月I中文摘要中文摘要本文以柴油機

2、的表面輻射噪聲問題為研究對象，進行了柴油機的噪聲源識別研究，采用虛擬技術對柴油機輻射噪聲進行預測和結構優(yōu)化設計；建立了一個基于生理學功能特性和解剖學結構特性的人耳耳蝸模型，結合心理聲學理論，對柴油機表面輻射噪聲的聲音品質進行了主客觀的評價研究。在柴油機的噪聲源識別研究中，通過試驗獲得了柴油機表面輻射噪聲在各個轉速下的頻譜特性。采用層次分析法研究了柴油機不同轉速、不同頻率范圍對噪聲的貢獻度；給定轉速下，各部件對不同頻率范圍的噪聲的貢獻大小

3、。以權重值的形式對影響柴油機輻射噪聲的因素進行了定量表示，確定了影響柴油機輻射噪聲的關鍵因素和柴油機的主要部件，為柴油機結構優(yōu)化設計提供依據(jù)。結合有限元法和柔性多體動力學方法建立了柴油機虛擬樣機。通過對比實驗模態(tài)分析和有限元模態(tài)分析結果，驗證了有限元模型的正確性。對柴油機虛擬樣機計算得到的柴油機表面振動速度分布情況和試驗測得的柴油機輻射噪聲分布情況進行定性比較，良好的一致性表明該虛擬樣機模型可以用來預測柴油機的表面輻射噪聲分布情況。以低

4、噪聲柴油機設計為出發(fā)點，對機體裙部、肋板、曲軸箱結構進行了優(yōu)化設計和優(yōu)化效果分析。針對額定轉速下輻射噪聲貢獻最大的部件油底殼進行了減振降噪研究。通過增加加強筋、改變壁厚等方法來提高油底殼結構剛度，分析了不同方案對柴油機表面振動速度的影響。區(qū)別于采用濾波器組建立的人耳外周聽覺模型，從波的角度建立了耳蝸的傳遞波模型。通過與小鼠耳蝸試驗結果的對比，定性說明耳蝸模型的正確性。采用波有限元方法求解得到了耳蝸內聲波的傳播情況，結合WKB方法計算得到

5、了耳蝸在外界刺激下所產(chǎn)生的基底膜響應。針對柴油機噪聲測試試驗中獲取的噪聲樣本進行了聲品質主觀評價研究。選取不同頻率段的噪聲樣本作為評審測試中所使用的聲音樣本，邀請不同年齡、性別、背景的人作為評審團，分別采用成對比較法和打分法兩種主觀評價方法對噪聲樣本進行了評價，獲得了噪聲主觀滿意度。通過計算1kHz，40dB的純音激勵產(chǎn)生的響度的算例來定量說明該耳蝸模型可以用于聲品質客觀物理參數(shù)的預測計算。以建立的耳蝸模型為基礎，結合心理聲學理論，計算