基于BEM的发动机油底壳表面辐射噪声预测.pdf

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1、第39卷第2期2010年4月小型内燃机与摩托车SMAI工INTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．39No．2Apr．2010·振动·噪声·基于BEM的发动机油底壳表面辐射噪声预测宋松松1杨东徽2娄宗勇1李小泉1(1一承德石油高等专科学校汽车系河北承德0670002一天津一汽夏利汽车股份公司产品开发中心)摘要：在发动机油底壳动态特性分析的基础上，采用BEM(边界元法)对油底壳表面进行了噪声预测。在预测的过程中发现中部底板产生最大激励响应。通过预测结果与实验结果比较，表明采用边界

2、元法预测结构表面的辐射噪声，具有较高可靠性，而且润滑油的耦合作用对油底壳声功率级的影响不可忽略。关键词：边界元法动态特性分析噪声预测耦合作用．中图分类号：TK421．6文献标识码：A文章编号：1671—0630(2010)02—0082—03ResearchonPredictionofSurfaceRadiatedNoiseforEngineOilPanBasedonBEMSongSongson91-YangDonghm2-LouZongyon91，LiXiaoquanl1一ChengdePetroleumColle

3、ge(Chengde，Hebei，067000，China)2一TianjinFawXialiAutomobileCo．，Ltd．Abstract：BEMisusedinSYSNNOSEsoftwaretopredicttheengineoilpansurfaceradiatednoisebasedonthedynamiccharacteristicanalysis．Theresultstestifythatitgcredibletopredictthestructuresurfaceradiatednoisebas

4、edonBEM，andtheeffectofthefluid—solidinteractiononoilpansoundpowerlevelisnotnegli-gible．Keywords：BEM，Dynamiccharacteristicanalysis，Predictionofradiationnoise引言在发动机表面辐射噪声中，油底壳的辐射噪声约占总辐射噪声的20％左右。因此，就该处薄壁件辐射噪声的研究对发动机整体辐射噪声影响重大。本文将基于边界元法研究有润滑油耦合作用时的发动机油底壳表面辐射噪声，并与实验

5、结果比较，结果表明这种方法对发动机油底壳表面辐射噪声的预测准确。1油底壳动力学分析的有限元法目前基于有限元法的结构动态特性分析，已经获得广泛地应用。在ANSYS中采用shell63单元建立了油底壳的有限元模型，共35076个节点、34564个单元。作者简介：宋松松(1982一)，女，助教，研究方向为汽车发动机仿真技术。当考虑润滑油的耦合作用时，建立了油底壳与润滑油有限元耦合模型如图2所示，建立润滑油模型时采用fluid30单元，耦合模型共划分37529个节点、59467个单元。动态响应分析的目的是研究结构表面的频率响

6、应特性，发动机机体对油底壳的激励力可认为均匀等辐值地施加在油底壳耦合模型的上顶面。在ANSYS环境中，谐响应分析结果以频率响应曲线来表示，绘制频率响应曲线要先选取结构外表面上典型的节点，然后再绘制各测量节点的变化曲线。测量节点位置选择的原则是结构振动响应变形较大区域，选取其上具有代表性的节点。采用示意图1的方第2期宋松松等：基于BEM的发动机油底壳表面辐射噪声预测83式标示出1至10处的测量节点选取位置。在位于中部底板的5处标识的两处节点有相同的响应峰值，将只测量其中的一点。图1测量节点不意图计算中频率设为50Hz一

7、1000Hz，子步数为20，每50Hz计算一次，采用ANSYS将自动设定合适的频率计算间隔；采用完全法求解，求解完成后，在POST26中做后处理，各测量点取沿x方向分量，其谐响应分析结果如图2所示，其中2UX至11UX分别对应与测量节点1至10的x方向位移幅值。拉斯算子，它在不同的坐标系里具有不同的形式，在直角坐标系，V2=§+S+§；油底壳向外场声辐射碱oy∞问题的边界条件为给定表面法向速度，则有：a．p=／topv。(2)．=。L夕式中i表示矢量方向，其他参数与上面相同。利用格林函数G(Q，P)=e姗／R可以得到

8、Helm—hohz积分方程：C(P)p(耻川G(Q'P)警一华P(Q)]出(Q)(3)式中R=IQ—Pf．Q一油底壳表面上的点；P一辐射声场中的点；C(P)一取决于P点在声场中位置的量。对于光滑表面s，当P点在辐射体内时，C(P)=0；当P点是位于辐射体表面上的非奇异点时，C(P)=2竹；当P点在辐射外声场而不在辐射源内部时C(P)=4叮r。对