表面速度法在变速箱噪声检测中的应用

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1、第钾卷第1期振动工程学报Vol.17No2004年3月Journalo1VibrationEngineeringMar2004表面速度法在变速箱噪声检测中的应用李吉’·2王珍’·“赵凤强‘('大连理工大学机械学院大连,116023)('大连大学机械系大连，116622)摘要基于结构表面振动速度与结构辐射声能的关系.针对以结构声为主的变速箱现场噪声评价问题提出根据结构表面单点振动速度和工作振型来计算结构辐射声能的方法，此法大大简化了变速箱现场噪声检测的过程提高了检测效率。通过实验证明这种方法在一定条件下是可行的。关锐词:噪声测量;结构噪声;表面速度工作振型中图分类号:TH113.1在强背景

2、干扰下，要想对某一设备噪声做出准“一”表示对面积平均，“<)”表示对时间平均。设各确的评价是很困难的，到目前为止最有效的方法仍块面积的辐射声功率为是声强法，但由于仪器设备造价较高，在国内推广普W=PCs,("')‘(i=1,2,""",4)(1)及尚有困难。根据文[1-2]振动与声辐射之间存在式中PC为空气的特性阻抗;a,为第t块面积的辐确定的关系，利用这种关系，对于以结构声为主的设射效率，表示该块面积振动辐射声能的有效程度，。备，可以通过测量设备表面振动速度进行噪声评价，

3、'),a,(2)面速度法。此法在国外曾用来测定发动机的主要噪声源[e;;在国内曾用来测量电动机的声功率川。然而确定式中的辐射效率。。是问题的关键之一，通这种方法多年来在工程中一直未得到应用，原因有常经过单元划分之后，每个单元都可以简化为一个两个一是辐射效率问题，辐射效率是衡量结构声辐简单的几何形体，其辐射效率可以通过理论公式进射能力的重要参数，其影响因素颇多，目前只是对少行计算，或根据现有的实验结果确定。这样处理存在数简单形体结构才有较可靠的计算方法;二是采用两个问题:一是比较繁琐;二是由于实际结构形状十表面速度法测量噪声时，要想获得满意的精度，必须分复杂，难以进行单元划分，同时边界效应

4、及单元之增加测点的数量Cs-s]，这无疑会使测量设备成本提间的相互影响使得这样确定下来的辐射效率难以真高、测量工作量增大。文「7--9〕虽然采用不同的方法正代表整体结构的辐射性质。实际上对于确定的结对结构振动与声辐射的关系进行了卓有成效的研构，如果能通过实验确定出结构的整体辐射效率，究，但不符合本文所讨论的应用条件。式((2)可以简化为本文以变速箱为例，针对大批量、同类的中小型W，二PCSa,.(u')(3)机械产品在生产线上的频繁噪声检测问题进行深人式中(uI>为结构表面的平均均方速度;民为结构研究，重点讨论变速箱的辐射效率和测量方法的简总辐射效率;S为结构总辐射面积。化问题口2变速箱

5、的辐射效率研究1表面速度法的基本思想为了研究变速箱的声辐射效率，在实验室中对表面速度测量法的基本原理如下:将一个机器三个17003405G型变速箱不同档位的表面振动和的表面分割成许多单元面积，设各块面积为5(l二声功率进行了测试，并根据式(3)计算出不同频率的1,2,测量出每一个单元面积上的均方速度，辐射效率。实验结果表明，不同的变速箱、不同档位然后按时间及测量面积取平均，令此速度为(4').,的辐射效率差别很小，因此这里取其平均辐射效率收稿R期2402-t2-n;修改稿收到日期2003-04-25万方数据一程一一第1宁卷来分析。变速箱的平均辐射效率随频率的变化关系250Hz以卜的低频区

6、域，辐射效率的实测结果比任示于图1中。为便于比较，图1还给出了根据脉动球何一个经验公式的计算结果都要大，其原因是复杂源(式(4))、往复运动球源(式(5”和平板辐射效率的，除了测量误差的影响外，还有结构形状如筋板、经验公式(式(6))所绘出的曲线卜日边角等多种因素的影响。由于实际噪声评价中多采(2些一)。用八声级，因此这个问题显得并不重要，此处不做(4)进一步深人探讨1+(2>}f-)3变速箱工作振型分析J一(乃)1+碑业)23.1工作振型的概念‘杯一立LS作振型(OperatingDeflectionShapeODS)是叮一5arcsm了<大一一咬l指系统在某一频率下受迫振动的形态。对

7、于具有，，(6)es犯个自由度的线性系统，其受迫振动的方程可以表示l厂)f,e1s/[1一(令:为料f,=一止一;。为空钟触;二为当量[M[(z(t)l+CCDX(r)j-i-[KJcx(t)}二(f(t)}(7)1.86了五/尸式中「M[,[C[.[K〕分别为质量矩阵、阻尼矩阵、半径;五为板的临界频率;L.S,8为板的周长、面积刚度矩阵;9f(t))为系统受到的外激励力列阵;价和厚度;E.p为材料弹性模量和密度。Q)}为系统的位移