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《山东科技大学》 2010年
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罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究

何敬玉  
【摘要】:机械系统的动态特性分析与结构噪声的数值模拟是振动与噪声控制领域的一个重要的研究方向。本文课题以山东省自然科学基金资助项目(Y2006F38)“罗茨鼓风机噪声振动源识别与预估模型研究”为依托,以罗茨鼓风机振动与噪声控制为工程研究背景,用动态子结构法对风机转子系统、壳体和整机进行了动态特性分析与研究,并结合有限元法和边界元法对风机壳体的结构噪声进行了预测和数值模拟研究,为罗茨鼓风机的结构动力改进和低噪声设计提供了一定的理论基础。 本文的主要研究内容主要分为以下几个部分: (1)首先对机械结构动态特性分析和噪声数值模拟的研究现状作了介绍,对动态特性分析和噪声的基础理论进行了概述,给出了进行动态分析的一般步骤,建立了结构振动噪声声场分析计算的流程图,并详细介绍了运用边界元法分析软件求解振动声辐射问题的过程。 (2)根据罗茨鼓风机的结构特点,应用有限元分析软件ANSYS建立了风机转子系统、壳体和整机的有限元动力学模型。并对风机子结构和整机分别采用有限元法和动态子结构法对其进行了模态分析,得出了转子系统、壳体和整机的固有频率和固有振型,对整个罗茨鼓风机的耦合振动情况有了较清晰的理解和认识。 (3)对风机子结构系统进行了静力学分析,并在此基础上利用ANSYS有限元分析软件对风机壳体进行了振动响应分析,得到了风机壳体的振动特性与壳体关键点处的幅频响应曲线。 (4)建立了罗茨鼓风机壳体声场边界元模型,结合有限元法和边界元法分析了风机壳体周围噪声辐射。在对壳体振动响应分析的基础上得到声学模型的边界条件,运用噪声分析软件SYSNOISE分析了风机壳体周围的声场。
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