基于统计能量法的吸尘器噪声分析预测与控制研究

论文摘要

随着生活水平的提高,对吸尘器噪声水平的要求越来越严格。在产品设计初期建立声振预测模型指导降噪设计是消除设计缺陷、提高产品竞争力的有效途径之一。统计能量分析(SEA)作为有效的中高频声振预测方法,已成功地应用于航空航天、船舶、汽车等领域。本文利用统计能量分析方法对吸尘器噪声进行了分析控制研究。论文研究了吸尘器噪声产生机理,并完成了噪声信号采集分析系统,为吸尘器噪声控制、仿真模型验证提供必要的测试分析条件。提出了吸尘器SEA模型子系统划分原则,完成了结构子系统、声腔子系统划分;在AutoSEA中实现了子系统及其耦合建模,并对复杂结构进行了等效计算和建模;确定了模态密度、内损耗因子、耦合损耗因子、输入功率等主要统计能量分析参数,最终建立了吸尘器统计能量分析模型。实验验证了模型的有效性,并利用该模型对辐射噪声进行了分析研究。在仿真分析了各子系统对辐射噪声贡献大小基础上,提出了一些降噪措施和方法;研究了不同降噪措施对辐射噪声水平的影响,为吸尘器降噪设计提供了参考;对吸尘器安装栅格风口、施加阻尼进行了降噪处理,实际降噪效果能较好地与仿真分析符合。本研究对如何应用统计能量方法以及AutoSEA软件建立吸尘器统计能量分析模型以及对吸尘器辐射噪声控制有一定的指导意义及参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 噪声数值分析的主要方法
• 1.2.2 统计能量分析方法研究状况与发展过程
• 1.3 统计能量分析方法的优缺点
• 1.4 本课题主要研究内容
• 第2章 噪声源分析与噪声信号采集分析系统建立
• 2.1 吸尘器噪声组成及电机噪声分析
• 2.1.1 吸尘器噪声组成
• 2.1.2 吸尘器电机噪声分析
• 2.2 噪声信号采集分析系统
• 2.2.1 硬件组成
• 2.2.2 采集控制程序
• 2.2.3 频域分析
• 2.2.4 计权声压级计算
• 2.3 本章小结
• 第3章 吸尘器统计能量分析模型建立
• 3.1 统计能量分析理论及工具
• 3.2 基于SEA理论的吸尘器子系统划分
• 3.3 吸尘器统计能量分析模型建立
• 3.4 复杂结构等效建模
• 3.4.1 锥壳等效建模
• 3.4.2 加筋平板等效建模
• 3.4.3 声辐射平板子系统划分等效处理
• 3.5 本章小结
• 第4章 统计能量分析参数的确定
• 4.1 模态密度
• 4.2 内损耗因子
• 4.3 耦合损耗因子
• 4.4 输入功率
• 4.5 本章小结
• 第5章 仿真分析与降噪研究
• 5.1 辐射噪声仿真计算
• 5.1.1 加载参数
• 5.1.2 定义半无限声场
• 5.1.3 计算结果
• 5.2 模型验证
• 5.2.1 吸尘器噪声测量
• 5.2.2 实验与理论结果的比较和讨论
• 5.3 噪声水平影响因素仿真研究
• 5.3.1 改变壳体厚度
• 5.3.2 改进排风口
• 5.3.3 施加阻尼
• 5.3.4 改变内损耗因子
• 5.4 吸尘器降噪处理
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢