基于有限元法的消声器性能分析

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1、分类号：TH1210710-2012125076硕士学位论文基于有限元法的消声器性能分析王越导师姓名职称成建联副教授申请学位级别硕士学科专业名称机械设计及理论论文提交日期2015年5月25日论文答辩日期2015年6月8日学位授予单位长安大学MufflerPerformanceAnalysisBasedOnFiniteElementMethodADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangYueSupervisor：AssociateProf.ChengJ

2、ianLianChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明.•本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：awf年G月/厂日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请

3、专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年《月/r日导师签名：永走平、>丨「年/T月/义日摘要随着工程机械行业的迅速发展，重型设备的制造规范和用户体验也有了新的要求。其中噪音污染的问题也越来越严重，因此噪音控制也由此受到了高度的重视。工程机械的噪声主要是由于发动机产生的，控制的主要方法就是增加排气消声器。排气消声器的结构简单，且中低频带消声性能较好，可以较为方便的解决发动机噪声问题。因此对消声器的研究也就有了实

4、际的研究价值。本文采用理论分析、仿真分析的方法对某自卸车排气消声器进行了研究。论文的主要工作是利用三维声学仿真软件LMSVirtuallabAcoustics和空气动力学仿真软件Fluent对消声器样机进行改进。首先介绍了消声器研究的理论基础，给出了消声器的五个评价指标，确定了消声器优化的方向。在对简单消声单元研究后得出了结构参数对消声性能以及压力损失的影响，如扩张比、扩张室长度、插入管长度、插入管形式、穿孔管的穿孔孔径以及穿孔率。然后对消声器样机的声学特性进行了分析，根据得到的传递损失曲线可知样机在中高频带的消声性能

5、都没有达到10dB以上，不能满足使用要求；因此在样机结构基础之上对消声器原始结构进行了一定的改动，即在两个较大的扩张腔中增加了一个穿孔隔板，根据仿真结果可知消声器在中频带的消声量有了较大的提高；最后分析了消声器内部流场的分布，认为消声器内部的压力梯度较小，且整体的背压为5.245kPa，满足设计要求。最后确定消声器的最终优化方案为：去除排气尾管上的穿孔结构，并在扩张腔中增加穿孔隔板，增加吸声材料。本文主要的创新点在于把复杂结构的消声器简化为三个结构简单的消声器串联，通过对比各腔的传递损失与消声器整体的传递损失得出去除排

6、气尾管上的穿孔结构可以降低噪声的结论；最终的优化方法是采用在两个较大的扩张腔中间增加一个穿孔隔板，并去除排气尾管上的穿孔结构，通过仿真分析可知这种方法是有效的。关键字：排气消声器；LMSVirtual.labAcoustics；fluent；基本消声单元；传递损失；设计优化IAbstractWiththerapiddevelopmentofEngineeringMachinery,Manufacturingtechnologiesanduserexperienceoftheheavymachineryequipment

7、arerequiredtoprovideanewcriterion.Thenoisepollutionbecomesmuchmoreserious,thuspeopletakeahighattentiontocontrolthenoise.ThenoiseofEngineeringMachineryismainlycomefromtheengine.Themostefficientmethodistoinstallanexhaustmuffler.Anexhaustmufflerhasasimplestructurea

8、ndagoodperformanceinlowandmiddlefrequencyband,whichcangiveaconvenientwaytoengineernoise.Sothestudyofmufflerwillhavearealvalue.Inthispaper,wewillusetheoreticalandsimul