抗性消声器声学性能的有限元分析

第四章 抗性消声器的理论分析 4.1 扩张室消声器 4.2 共振腔消声器 第四章 抗性消声器的理论分析 4.1 扩张室消声器扩张室消声器也称为膨胀室消声器，它是由管和腔室组成的。

它是利用管道截面的突然扩张 ( 或收缩 ) 造成通道内声阻抗突变，使沿管道传播的某些频率的声波通不过消声器而反射回声源去。

由于声波通不过消声器，也就传不出来，从而达到消声的目的。

声波在两根不同截面的管道中传播，如图 8.15 所示，从截面积为 S 1的管中传入截面积为S 2的管中，S 2管对 S 1管相当一个声负载，会引起部分声波的反射和透射。

设在管道中满足平面波的条件下，在 S 1管道中有一入射波 p i 和一反射波 p r ，而 S 2管无限延伸；仅有透射波 p t 。

假定坐标原点取在 S 1管与 S 2管的接口处，现分别写出上述三种波的声压表示式，(8.3.1) 它们各自对应的质点振速分别为，(8.3.2)上式中ρ0c 为空气的特性阻抗； 为波数。

上述入射波、反射波和透射波不是各自独立的，而是互有联系。

这种联系的关键在两根管子的接口处 ( 即交界面处 ) ，在此界面上存在如下两种声学边界条件，⎪⎩⎪⎨⎧===-+-)()()(kx t j tA tkx t j rA r kx t j iA i e p p ep p e p p ωωωλπω2==c k ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===-+-)(0)(0)(0kx t j tA t kx t j rA rkx t j iA iec p v e c p v e c p v ωωωρρρ声压连续，即 (8.3.3)体积速度连续，即 S 1(v i +v r )=S 2v t (8.3.4)图 8.15 突变截面管为便于计算，取边界处 x=0，得到反射声压与入射声压的幅度之比为；(8.3.5) 式中面积比 m=S 2/S 1，也称为扩张比。

上式表明：声波的反射与两根管子的截面积比值有关。

某冰箱压缩机消声器消声特性的有限元分析作者：加西贝拉压缩机有限公司常利伟摘要本文在一定的基本假设的前提下，合理处理进出口及壁面的边界条件，建立了消音器内部声场的三维有限元模型，对某冰箱压缩机消声器的消声性能进行了仿真计算，分析了不同结构参数对消声器传递损失的影响。

为冰箱压缩机消声器的设计、评价提供了帮助。

关键词: 声学有限元消声器传递损失冰箱压缩机的噪声是衡量压缩机品质的主要指标之一。

压缩机可分为机械噪声，电磁噪音以及空气动力噪音。

在压缩机噪声成分中有相当部分是气流噪声，主要产生在压缩机的进排气端。

一般地，排气噪音较进气噪音弱，所以针对压缩机的空气动力噪音的研究以吸气噪音为主，因此消声器的设计与优化是降低压缩机噪声的有效途径。

[2]传递损失是衡量消音器声学性能的一个重要指标。

相关的研究方法有FEA、BEA、四端参数传递矩阵等多种方法。

其中传递矩阵限于平面波传播，只能对消声器内部声场做近似的理论分析。

对于结构比较复杂的消声器，采用数值计算方法有限元法或边界元法显得更有效。

有限元计算精度比边界元好。

本文采用有限元法。

[2]由于消声器声场结构比较复杂，在建立消声器声场有限元模型时必须进行合理的假设，并在声场边界上加上相应的边界途径，计算出消声器入口和出口的声压，进而求得消声器的传递损失。

本文运用仿真分析软件Vitual. lab 的Acoustics 声学模块进行了声学有限元分析，分析了不同的结构参数对消声器传递损失的影响，为提高压缩机消声器的声学设计提供了有益的帮助。

1 理论模型1.1 基本假设[1]（1）介质为理想流体，即介质中不存在黏性，声波在介质中传播没有能量损耗；（2）介质在没有声干扰时其速度为0，介质是静态的（即认为流体本身的流速和声波的传播速度相比很小可以忽略不计），且介质是均匀的（即介质中静态压强和静态密度不变）；（3）声传播是绝热过程，即介质与毗邻的部分不会由于声传播引起的温差而产生热交换；（4）介质中传播的是小振幅声波，介质中各种声场的参数都是一阶微量，可以用线性波动方程来描述。

48机械设计与制造Machinery Design&Manufacture第4期2021年4月汽车消声器的声学性能分析与结构优化顾倩霞，左言言，赵海卫，宋文兵(江苏大学振动噪声研究所，江苏镇江212013)摘要：针对某三缸发动机排气嗓声超出目标限值，将声学性能作为评价指标，利用b声学有限元樸块对排气消声器的声学性能进行仿真分析，对比传递损失试验结果对该声学软件的仿真精度作出评价:b软件在整个频段与试验值较为接近，能准确的反映消声器的声学性能。

根据原排气消声器的传递损失分析结果,提出亥姆霍兹共振腔结构及阻抗复合型结构等参数设计的前后端消声器优化方案。

最终对优化后的排气消声器进行尾管嗓声试验，确认排气噪声达标。

关键词:排气消声器;仿真分析;传递损失;尾管噪声中图分类号:TH16;TB535.2文献标识码:A文章编号：1001-3997(2021 )04-0048-05Acoustic Performance Analysis and Optimized Design of Vehicle MufflerGU Qian-xia, ZUO Yan-yan, ZHAO Hai-wei, SONG Wen-bing(Institute of Noise and Vibration of Jiangsu University,Jiangsu Zhenjiang212013, China)Abstract：Base on a three-cylinder engine exhaust noise exceeding target limit y according to the evaluation index of acoustic performance y the analysis of acoustic performance was conducted in acoustic FEM module o f software VirtuaL Comparing the transmission loss test results to evaluate the simulation accuracy of the acoustic software：the simulation results〇/*b software were close to the experimental value on entire frequency band and accurately reflection on the acoustic performanceof the muffler.The simulalion results are compared with the test results to confirm the simulation accuracy.According to the analysis results of the transmission loss of the original exhaust muffler^optimization solutions for front and rear mufflers designed with parameters such as Helmholtz resonator and impedance compound structure was proposed for the frequencyband with poor muffling effect.Finally，the tail pipe noise test was performed on the optimized exhaust muffler to confirm thatthe exhaust noise reached the standard.Key Words：Exhaust Muffler；Simulation Analysis；Transmission Loss；Tailpipe Noisel引言2原排气消声器测试数据分析据国外有关资料统计，交通噪声占整个环境噪声比例达到75%,是目前影响城市环境和人体健康的主要噪声来源。

抗性消声器插入损失的有限元法的探讨位佳;陆森林;王彬;沈钰贵【摘要】As a main evaluation indicators of muffler,the advantage of insertion loss is intuit and utility.However, the insertion loss often depends on not only the performance of muffler itself, but also is related to the performance of the whole system device.Insertion loss is more closer to the actual in muffler performance prediction than transmissionloss.Insertion loss of the reactive muffler with connection pipe is computed by applying four-parameter method and finite element method,which indicates that there are defects for one- dimensional wave theory in terms of muffler performance. The re fore an experimental model for simple muffler insertion loss measuring is established, and then the insertion loss of muffler is obtained through applying direct simulation method.The results show that insertion loss of muffler with connection pipe obtained by calculation of four-parameter method is coincidence with that by direct simulation.%插入损失作为消声器的主要评价指标,优点是比较直观、实用.不过插入损失往往不仅决定于消声器本身的性能,而且与系统总体装置的情况密切相关.插入损失对消声器性能的预测比传递损失更接近实际情况.应用四端子网络法与有限元相结合法对有连接管的抗性消声器的插入损失进行计算,说明了一维波动理论在消声器性能方面的缺陷.建立了简单抗性消声器的插入损失测量的试验模型,用直接模拟试验的方法,获得消声器的插入损失.结果表明,四端子法计算得到的加连接管的消声器插入损失与直接模拟试验方法所得的结果吻合良好.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2011(000)009【总页数】3页(P35-37)【关键词】四端子网络;有限元法;抗性消声器;插入损失【作者】位佳;陆森林;王彬;沈钰贵【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013;江苏大学先进成型技术研究所,镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TH16;TK402;TK413.4+71 引言评价消声器声学性能常用的指标有插入损失和传递损失。

《抗性排气消声器结构阻力特性研究》篇一一、引言随着工业化和交通运输的快速发展，发动机噪声已经成为环境污染的一个重要问题。

为满足环保和安全生产的要求，降低噪声源、传输路径以及接听点上的噪声成为了必要的解决途径。

在各类降低噪声的技术中，排气消声器作为一种重要的降噪设备，其结构设计和性能优化显得尤为重要。

本文将重点对抗性排气消声器结构阻力特性进行研究，旨在为消声器的设计和优化提供理论依据。

二、抗性排气消声器的基本结构与原理抗性排气消声器是一种利用声学原理进行消声的设备，其基本结构包括进气管、扩张室、阻性材料和出气管等部分。

其中，扩张室和阻性材料是抗性消声器的主要组成部分，它们通过不同的方式来降低排气噪声。

扩张室利用声波在扩张的管道中传播时产生的声阻抗变化，使部分声能反射回消声器内部而被吸收。

而阻性材料则通过纤维多孔材料对声波进行吸收和散射，从而达到消声的目的。

抗性排气消声器的工作原理是利用声波在消声器内部的多次反射和干涉，达到降低噪声的目的。

三、抗性排气消声器结构阻力特性的研究对于抗性排气消声器来说，其结构阻力特性是影响消声效果和流动性能的重要因素。

本文将从以下几个方面对抗性排气消声器的结构阻力特性进行研究：1. 扩张室的结构对阻力特性的影响：扩张室的结构参数，如扩张比、长度、截面形状等，都会对声波的传播和反射产生影响，从而影响消声器的阻力特性。

本文将通过理论分析和实验研究，探讨这些结构参数对阻力特性的影响规律。

2. 阻性材料对阻力特性的影响：阻性材料是抗性排气消声器的重要组成部分，其性能直接影响消声器的消声效果和阻力特性。

本文将研究不同类型和厚度的阻性材料对消声器阻力特性的影响，为阻性材料的选型和优化提供依据。

3. 整体结构对阻力特性的影响：抗性排气消声器的整体结构是各部分相互配合、协同工作的结果。

本文将研究整体结构对阻力特性的影响，包括进气管和出气管的布置、消声器与排气管的连接方式等。

四、实验方法与结果分析为了深入研究抗性排气消声器的结构阻力特性，本文将采用实验方法进行验证和分析。

ANSYS有限元分析在抗性消声器设计中的应用摘要:本文讨论了运用ANSYS分析软件对抗性消声器性能进行三维有限元计算的方法，在静态条件下建立了简单的抗性消声器有限元模型，并分析了三种不同扩张比下该消声结构的消声性能和规律，以期对以后消声器的设计和性能预测提供理论依据和设计计算作参考。

关键词:抗性消声器；ANSYS；有限元Abstract: this paper discussed using ANSYS analysis software confrontational muffler performance on the 3 d finite element calculation method, in static condition established a simple the resistance of the muffler finite element model, and analyses three different than the expansion reduction structure of the attenuation performance and law, so as to the muffler design and after performance prediction to provide the theory basis and the design and calculation for reference.Keywords: resistance muffler; ANSYS; Finite element1. 前言内燃机排气系统噪声是汽车最主要的噪声源之一[1]。

随着内燃机转速和强化程度的提高，排气系统内气流速度加大，排气噪声也随之增大，从而使车辆整车噪声增大。

而目前降低内燃机排气噪声最有效的方法就是使用排气消声器，因此，研究开发具有良好性能的消声器就成为噪声控制工程中一项重要课题。