柴油機(jī)輻射噪聲分析及聲品質(zhì)主客觀評(píng)價(jià)研究.pdf

1、柴油機(jī)柴油機(jī)輻射輻射噪聲噪聲分析分析及聲品質(zhì)聲品質(zhì)主客觀主客觀評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)研究研究AnalysisofDieselEngineRadiatedNoiseSubjectiveObjectiveEvaluationsonSoundQuality一級(jí)學(xué)科：一級(jí)學(xué)科：動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科專業(yè)：學(xué)科專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程作者姓名作者姓名：倪廣健指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：舒歌群教授機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)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(jī)

2、的表面輻射噪聲問題為研究對(duì)象，進(jìn)行了柴油機(jī)的噪聲源識(shí)別研究，采用虛擬技術(shù)對(duì)柴油機(jī)輻射噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；建立了一個(gè)基于生理學(xué)功能特性和解剖學(xué)結(jié)構(gòu)特性的人耳耳蝸模型，結(jié)合心理聲學(xué)理論，對(duì)柴油機(jī)表面輻射噪聲的聲音品質(zhì)進(jìn)行了主客觀的評(píng)價(jià)研究。在柴油機(jī)的噪聲源識(shí)別研究中，通過試驗(yàn)獲得了柴油機(jī)表面輻射噪聲在各個(gè)轉(zhuǎn)速下的頻譜特性。采用層次分析法研究了柴油機(jī)不同轉(zhuǎn)速、不同頻率范圍對(duì)噪聲的貢獻(xiàn)度；給定轉(zhuǎn)速下，各部件對(duì)不同頻率范圍的噪聲的貢獻(xiàn)大小

3、。以權(quán)重值的形式對(duì)影響柴油機(jī)輻射噪聲的因素進(jìn)行了定量表示，確定了影響柴油機(jī)輻射噪聲的關(guān)鍵因素和柴油機(jī)的主要部件，為柴油機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。結(jié)合有限元法和柔性多體動(dòng)力學(xué)方法建立了柴油機(jī)虛擬樣機(jī)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析和有限元模態(tài)分析結(jié)果，驗(yàn)證了有限元模型的正確性。對(duì)柴油機(jī)虛擬樣機(jī)計(jì)算得到的柴油機(jī)表面振動(dòng)速度分布情況和試驗(yàn)測(cè)得的柴油機(jī)輻射噪聲分布情況進(jìn)行定性比較，良好的一致性表明該虛擬樣機(jī)模型可以用來預(yù)測(cè)柴油機(jī)的表面輻射噪聲分布情況。以低

4、噪聲柴油機(jī)設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)機(jī)體裙部、肋板、曲軸箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化效果分析。針對(duì)額定轉(zhuǎn)速下輻射噪聲貢獻(xiàn)最大的部件油底殼進(jìn)行了減振降噪研究。通過增加加強(qiáng)筋、改變壁厚等方法來提高油底殼結(jié)構(gòu)剛度，分析了不同方案對(duì)柴油機(jī)表面振動(dòng)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(yàn)結(jié)果的對(duì)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(nèi)聲波的傳播情況，結(jié)合WKB方法計(jì)算得到

5、了耳蝸在外界刺激下所產(chǎn)生的基底膜響應(yīng)。針對(duì)柴油機(jī)噪聲測(cè)試試驗(yàn)中獲取的噪聲樣本進(jìn)行了聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)研究。選取不同頻率段的噪聲樣本作為評(píng)審測(cè)試中所使用的聲音樣本，邀請(qǐng)不同年齡、性別、背景的人作為評(píng)審團(tuán)，分別采用成對(duì)比較法和打分法兩種主觀評(píng)價(jià)方法對(duì)噪聲樣本進(jìn)行了評(píng)價(jià)，獲得了噪聲主觀滿意度。通過計(jì)算1kHz，40dB的純音激勵(lì)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(zhì)客觀物理參數(shù)的預(yù)測(cè)計(jì)算。以建立的耳蝸模型為基礎(chǔ)，結(jié)合心理聲學(xué)理論，計(jì)算