VSV300旋片真空泵排氣和機(jī)械振動(dòng)噪聲的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著旋片泵應(yīng)用的日益廣泛，用戶對(duì)旋片泵的振動(dòng)和噪聲提出越來越高的要求，對(duì)旋片泵減振降噪成為當(dāng)務(wù)之急。本文以浙江飛越機(jī)電有限公司的VSV300旋片泵為研究對(duì)象，采用流固耦合技術(shù)、聲學(xué)有限元法、聲學(xué)邊界元法和虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)旋片泵排氣過程中的氣動(dòng)噪聲、限位板振動(dòng)噪聲和油箱振動(dòng)噪聲進(jìn)行模擬，得到了各種噪聲的相關(guān)特征，并針對(duì)噪聲較大的氣動(dòng)噪聲進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　論文針對(duì)VSV300旋片泵的特點(diǎn)，建立了三旋片傾斜放置旋片泵的基元容積、入口壓力

2、、排氣速度隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律;利用CFX和Workbench中的瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊對(duì)氣動(dòng)模型和限位板進(jìn)行雙向流固耦合，得到二者的壓力和速度分布云圖。
　　利用Virtual.Lab Acoustic軟件的聲學(xué)有限元法對(duì)排氣過程中的氣動(dòng)噪聲進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)在低頻區(qū)域的聲功率級(jí)較大，在高頻區(qū)域聲功率級(jí)頻率響應(yīng)曲線的尖點(diǎn)較多;另外，在氣動(dòng)模型上建立5個(gè)對(duì)噪聲貢獻(xiàn)量較大的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行噪聲特點(diǎn)分析，通過觀察各測(cè)點(diǎn)處的聲功率級(jí)頻率曲線發(fā)現(xiàn)各測(cè)點(diǎn)在低頻時(shí)

3、的聲壓級(jí)值都很高，在高頻時(shí)各測(cè)點(diǎn)的聲壓級(jí)值有較大差異:在測(cè)點(diǎn)1（防返油孔）處的高頻聲壓值相對(duì)較大，幾乎在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的聲壓值都在75dB以上;測(cè)點(diǎn)3（泵腔）處的尖點(diǎn)較多，且尖點(diǎn)處的聲壓值都很高，說明該處產(chǎn)生的噪聲較尖銳;測(cè)點(diǎn)2（排氣孔）處大體上呈先增加后減小的趨勢(shì);測(cè)點(diǎn)4（油箱擋板）和測(cè)點(diǎn)5（模型突出部）處的聲壓分布比較相似，聲壓級(jí)值都相對(duì)較小。
　　利用聲學(xué)邊界元法對(duì)限位板的振動(dòng)噪聲進(jìn)行研究，通過觀察限位板表面和場(chǎng)點(diǎn)處的聲功率

4、級(jí)頻率響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)限位板的振動(dòng)噪聲不大，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的聲功率級(jí)都在20dB以下。另外，在限位板的端部和根部各取兩點(diǎn)，經(jīng)對(duì)比較兩點(diǎn)處的聲功率級(jí)頻率響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)限位板端部的振動(dòng)噪聲高于根部。
　　論文利用聲學(xué)邊界元法對(duì)油箱的振動(dòng)噪聲進(jìn)行了研究，先利用ADAMS軟件對(duì)建立的虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行仿真，得到了油箱的激振力，然后利用聲學(xué)邊界元法得到了油箱的振動(dòng)位移和振動(dòng)噪聲的分布特征。觀察油箱的振動(dòng)位移云圖發(fā)現(xiàn)在低頻處振幅較大，高頻處振幅較小

5、;觀察油箱的聲功率級(jí)頻率響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)，噪聲分布基本上呈先減小后增加的趨勢(shì)，這是由于振動(dòng)噪聲主要與振幅和頻率相關(guān)，低頻處振幅較大，而高頻處的頻率較高。
　　最后，對(duì)噪聲較大的氣動(dòng)噪聲部分進(jìn)行了兩種針對(duì)流道的改進(jìn)，通過對(duì)VSV300原模型、無防返油孔的原模型、無防返油孔的按方案1改進(jìn)模型、有防返油孔的按方案2改進(jìn)模型、有防返油孔的按方案1改進(jìn)模型等比較發(fā)現(xiàn)，兩種方案都可以顯著降低噪聲，但其互有優(yōu)劣，需根據(jù)實(shí)際工況擇優(yōu)改進(jìn);另外，對(duì)防返