摩托车消声器的结构声学分析与优化设计开题报告.doc

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1、重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件B：开题报告附件B：毕业设计（论文）开题报告1课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）1.1研究课题的目的和意义随着交通噪声污染的日趋严重,摩托车噪声问题己经引起了全社会的普遍关注，有关摩托车噪声限值的法规也越来越严格（见表1和表2）[1-2]。表1我国国家标准对摩托车加速行驶噪声限值加严进程一览表发动机排量mLGB5366-1985GB16169-1996发动机排量mLGB4569-20001986年7月1日起1997年1月1日起1998年1月1日起第一实施阶段200

2、2年1月1日起第二实施阶段2005年7月1日起新车新车两轮三轮两轮三轮噪声A声级限值，dB噪声A声级限值，dB≤100848280≤8077827580﹥1008483﹥80且≤1758077﹥1758280表2我国国家标准对轻便摩托车行驶噪声限值加严进程一览表设计最高车速（v），km/hGB4558-1984GB16169-1996GB4569-20001986年7月1日起1997年1月1日起1998年1月1日起2002年1月1日起2005年7月1日起新车两轮三轮两轮三轮噪声A声级限值，dB﹥25且≤5077777673767176≤

3、257066据表，2002年时规定80～175mL排量的摩托车噪声限值为80dB（A）,到2005年（GB4569-2000）则将此噪声限值加严为77dB(A)；2002年时规定设计最高车速在25～50km/h的摩托车噪声限值为73dB（A），到2005年（GB16169-2000）则将此噪声限值加严为71dB（A）。为此,许多企业的摩托车产品质量检测时,因为噪声不达标,而导致新产品不合格且不能上市销售,噪声问题已经成为制约我国摩托车生产企业持续发展的一项难题。如何降低摩托车噪声己成为亟待解决的问题。B9重庆大学本科学生毕业设计（论文）

4、附件附件B：开题报告摩托车的噪声主要是由发动机噪声、轮胎与地面摩擦噪声以及行驶过程中由于空气阻力而形成的噪声组成。其中，以发动机噪声为主导。发动机噪声根据不同特点又可分为空气动力性噪声（主要是指进、排气噪声）、机械噪声和燃烧噪声。在摩托车的噪声源中，排气噪声约占总噪声的30%，是所有噪声源中所占比例最大的一个，往往比除其之外的整机噪声高出10～15dB，因此降低排气噪声将显著降低车辆的整体噪声[3]。摩托车消声器正是基于噪声控制原理的降低排气噪声装置。1.2国内外研究现状排气消声器传统的设计方法主要依靠经验，采用实验研究的方法，在发动机

5、台架或整车上做大量反复的试验，来设计消声器，满足要求者即是所需的消声器。这种方法具有一定的盲目性，成功率低，周期长，还浪费了大量的人力和物力。最近几十年来，随着科技的快速发展，出现了许多新的计算方法。经过长期研究，消声器的设计方法也得到了不断的发展和完善。对于排气消声器的研究主要有如下方法：①四端网路法（传递矩阵法）基于声学三大方程及一维平面波理论，将排气消声器分解为不同的声学单元，认为各声学单元间的声压与振动速度由一个关联矩阵所连接，这个矩阵被称作传递矩阵[4-7]。在如图1所示的四极子线路中，假设入口声压和速度为和，出口声压和速度为

6、和，则有：=A+B=C+D图1四极子线路或用矩阵表示：其中：B9重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件B：开题报告式中A、B、C、D为四极子常数，由它们组成的矩阵称为,和，之间的传递矩阵。对于摩托车排气系统来说，它是由诺干基本声学单元组成的，系统中任意两个相邻截面的声压及速度都可以用传递矩阵联系。设消声器管路入口和出口处的声压及速度为，和，，则有：上式称为整个排气系统的传递矩阵，它是系统中各个基本声学单元传递矩阵的乘积，表明整个系统的声学特性。SantaCaterina联邦大学的S.N.Y.Gerges和R.Jordan等人，基于声传

7、递矩阵法，对不同类型的消声器进行了预测结果，并把它与实验结果进行了对比分析。结果表明，在低频，两者相符，且低次谐波是噪声的主要来源[8]。重庆大学褚志刚等基于消声器声传递矩阵法,推导了几种非基本声学子结构的声传递矩阵,编制了消声器性能仿真计算及优化程序[9]。天津大学李志军等也对典型结构消声器进行了声传递矩阵的分析计算[10]。②声学边界元法边界元法（简称BEM）只在研究区域的边界进行单元划分，将边界离散化，并通过联立方程求解；而在研究区域的均匀介质内，则用连续的数学物理方程求解。BEM根据格林定理将运动微分方程式转化为等价的边界积分方

8、程。20世纪六七十年代，国外学者运用声学边界元法把消声器区域外表面离散为一系列的单元或网格，区域上用全部满足边界条件的函数离散，再将消声器边界单元和内部区域结合起来，从而建立了消声器声学边界元模型[11]。