基于abaqus的氣門(mén)室罩蓋振動(dòng)噪聲特性分析——張志明

1、基于基于Abaqus的氣門(mén)室罩蓋振動(dòng)噪聲特性分析的氣門(mén)室罩蓋振動(dòng)噪聲特性分析張志明李欣黃鳳琴李相旺王江濤東風(fēng)汽車(chē)公司技術(shù)中心摘要摘要:發(fā)動(dòng)機(jī)NVH性能越來(lái)越受到重視，氣門(mén)室蓋罩作為關(guān)鍵的發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輻射噪聲有著較大的影響，本文基于Abaqus軟件，描述了蓋罩振動(dòng)噪聲特性分析的主要內(nèi)容、評(píng)價(jià)指標(biāo)等，提出改進(jìn)方案，預(yù)測(cè)改進(jìn)效果，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，蓋罩輻射聲功率有明顯改善效果。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:Abaqus、氣門(mén)室罩蓋、振動(dòng)噪聲1.簡(jiǎn)介簡(jiǎn)

2、介由于其自身輻射面積大、剛度相對(duì)較低，缸蓋罩、鏈殼以及油底殼等薄壁件是發(fā)動(dòng)機(jī)輻射噪聲的主要來(lái)源。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，由發(fā)動(dòng)機(jī)三大薄壁件引起的輻射噪聲占發(fā)動(dòng)機(jī)輻射噪聲總量的4060%。[1][2][3]因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何得到擁有良好NVH性能的薄壁件設(shè)計(jì)方案，是NVH設(shè)計(jì)必須考的事情。針對(duì)薄壁件的輻射噪聲問(wèn)題，傳統(tǒng)的手段是進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化一般是通過(guò)加筋、增加固定螺栓等方式，減小薄壁件表面振動(dòng)速度以降低輻射噪聲水平。而結(jié)構(gòu)優(yōu)化會(huì)受到空

3、間等因素的限制，往往不能達(dá)到很好的改善效果。通過(guò)減小激勵(lì)輸入來(lái)降低振動(dòng)的方法，能夠有效改善薄壁件引起的輻射噪聲問(wèn)題。例如在薄壁件與缸體相連的螺栓之間采用隔振措施，可以在很大程度上減小振動(dòng)激勵(lì)的傳遞。[4]利用多體動(dòng)力學(xué)與有限元計(jì)算結(jié)合的方法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)本體振動(dòng)進(jìn)行了仿真分析，可以有效評(píng)估蓋罩輻射噪聲的影響，但因?yàn)橛?jì)算模型較大，周期較長(zhǎng)，影響較大，有必要對(duì)在設(shè)計(jì)前期，即對(duì)蓋罩等薄壁件單體進(jìn)行振動(dòng)噪聲相關(guān)分析及評(píng)價(jià)。本文以蓋罩為例，進(jìn)行了其振

4、動(dòng)噪聲相關(guān)性能分析，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。2.模型建立模型建立2.1結(jié)構(gòu)介紹結(jié)構(gòu)介紹對(duì)缸蓋進(jìn)行幾何清理后，建立缸蓋有限元模型，采用成C3D10I二階四面體單元。蓋罩結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1缸蓋罩結(jié)構(gòu)圖缸蓋罩結(jié)構(gòu)圖改進(jìn)后，模態(tài)提高，且避免了大面積的呼吸狀模態(tài)，后續(xù)可通過(guò)蓋罩輻射噪聲等分析進(jìn)一步確認(rèn)改善效果。根據(jù)模態(tài)結(jié)果，選擇振動(dòng)較大等位置，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的面剛度分析，取點(diǎn)如圖4所示。分析頻率取500~3000Hz，剛度取對(duì)數(shù)處理，取點(diǎn)及剛度結(jié)果如圖5所示