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塑料进气歧管振动噪声的数值仿真研究

吴尚平  
【摘要】: 塑料进气歧管逐渐代替铝进气歧管,其重量可减轻50%以上,发动机动力性得到5~10%的提升,经济性和排放性也有相当改善,材料和制造成本都可得到降低。但由于形状以及材料性能的改变,塑料进气歧管可能会导致振动噪声性能的恶化。本文主要通过数值模拟方法研究发动机塑料进气歧管的动态特性及对其噪声进行预测。 本文针对某一塑料进气歧管,运用大型商业软件ANSYS,通过模态分析研究了塑料进气歧管的动态特性。然后运用虚拟激励法对塑料进气歧管进行谐响应分析,研究了进气歧管在发动机惯性载荷激励下的结构响应,并把结构的表面振动量导入到声--振软件SYSNOISE中进行噪声分布计算。本文进一步探讨了歧管内部的气压脉动导致的噪声问题,该方法先测得进气门口处在曲轴域下的压力值,并再把压力脉动值转换到时间域,运用Matlab的快速傅立叶变换将压力时域值转换到频域,并以此作为塑料进气歧管振动的激励条件,通过一个流固耦合分析得到歧管表面振动,然后提取表面振动量作为噪声分析的激励,运用SYSNOISE对歧管的噪声进行模拟计算。最后根据分析结果,对该型号塑料进气歧管进行优化,并分析优化后的结果。 本文采用虚拟设计理论,利用现代化集成设计方法,探寻了塑料进气歧管噪声数值模拟方法,该方法有助于缩短产品开发周期,降低开发成本,既可用于指导进气系统的性能改进,还有利于加快国内塑料进气歧管的应用和推广。


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