消声器设计与声学分析共75页
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第三章消音元件声学分析第一节声学元件的分类进气系统和排气系统可以看成是由一些管道和声学原件(或者叫消音元件)组成的系统。
消音元件包括扩张消音器、赫尔姆兹消音器、四分之一波长管等。
在进气系统中,扩张消音器同时也是空气过滤器。
这些元件将使得一些频率的声波通过,同时也阻止了另一些频率的声波传递,这样就起到了消音的效果。
这节将介绍这些消音元件的声学特性。
消音器分为被动消音器、主动消音器和半主动消音器。
在被动消音器里,声能或者被反射或者被吸收,从而达到消音目的。
在主动消音器内,安装了一套电子控制系统并产生一个与声源声波幅值相等而相位相反的次声波,这样两个波相互抵消从而达到消音效果。
而在半主动消音器内则是安装一套被动控制装置,当空气流动状况改变时,消音器的消音效果由气流来调节。
在汽车进排气系统中,绝大多数是被动消音器。
半主动消音器有些应用,如排气系统中的双模态消音器。
主动消音器由於成本太高,在进排气系统中用得很少。
本节只介绍被动消音器的声学性能。
主动与半主动消音器将在第二十五章“汽车主动与半主动噪声与振动控制”中介绍。
被动消音器又可以分为抗性消音器和阻性消音器。
抗性消音器主要包括扩张消音器和旁支管消音器,如赫尔姆兹消音器、四分之一波长管。
抗性消音器的原理是声波经过消音器时,声阻抗发生变化,一部分声能被反射回声源,这样传递声能减少。
抗性消音器对降低单频,特别是低频噪声特别有效,传递损失很大。
在高温和不干净的空气流中,使用抗性消音器比较理想。
阻性消音器是在内部安装了一些吸声材料,当声波通过消音器时,一部分声能被吸收,从而达到消音效果。
在进气系统中,基本上只使用抗性消音器。
在排气系统中也主要使用抗性消音器,有的汽车也采用阻性消音器。
而这些阻性消音器也往往是与抗性消音器做成一体而成为混合消音器。
第二节消音元件的设计要求消音元件的首要目的是消除噪声,因此要满足声学要求。
气体在进排气系统中运动,又必须满足空气流动的要求。
第三章消音元件声学分析第一节声学元件的分类进气系统和排气系统可以看成是由一些管道和声学原件(或者叫消音元件)组成的系统。
消音元件包括扩张消音器、赫尔姆兹消音器、四分之一波长管等.在进气系统中,扩张消音器同时也是空气过滤器。
这些元件将使得一些频率的声波通过,同时也阻止了另一些频率的声波传递,这样就起到了消音的效果。
这节将介绍这些消音元件的声学特性.消音器分为被动消音器、主动消音器和半主动消音器。
在被动消音器里,声能或者被反射或者被吸收,从而达到消音目的。
在主动消音器内,安装了一套电子控制系统并产生一个与声源声波幅值相等而相位相反的次声波,这样两个波相互抵消从而达到消音效果.而在半主动消音器内则是安装一套被动控制装置,当空气流动状况改变时,消音器的消音效果由气流来调节。
在汽车进排气系统中,绝大多数是被动消音器。
半主动消音器有些应用,如排气系统中的双模态消音器。
主动消音器由於成本太高,在进排气系统中用得很少。
本节只介绍被动消音器的声学性能。
主动与半主动消音器将在第二十五章“汽车主动与半主动噪声与振动控制"中介绍。
被动消音器又可以分为抗性消音器和阻性消音器.抗性消音器主要包括扩张消音器和旁支管消音器,如赫尔姆兹消音器、四分之一波长管.抗性消音器的原理是声波经过消音器时,声阻抗发生变化,一部分声能被反射回声源,这样传递声能减少。
抗性消音器对降低单频,特别是低频噪声特别有效,传递损失很大。
在高温和不干净的空气流中,使用抗性消音器比较理想。
阻性消音器是在内部安装了一些吸声材料,当声波通过消音器时,一部分声能被吸收,从而达到消音效果。
在进气系统中,基本上只使用抗性消音器。
在排气系统中也主要使用抗性消音器,有的汽车也采用阻性消音器。
而这些阻性消音器也往往是与抗性消音器做成一体而成为混合消音器。
第二节消音元件的设计要求消音元件的首要目的是消除噪声,因此要满足声学要求。
气体在进排气系统中运动,又必须满足空气流动的要求。
科学与财富前言:现代社会发展中,汽车排气噪声成为影响人们正常生活的不良因素之一,究其根本,主要是受到汽车排气消声系统的影响,消声器作为汽车不可缺少的一部分,其性能好坏直接决定其噪声高低。
因此,加强对汽车排气消声器性能及声学特性的研究具有重要意义。
一、排气消声器性能评价方法消声器作为一种能够有效阻挡声音传播,且能够确保气流顺利排出的设备,是汽车不可缺少的一部分。
目前,汽车排气消声器主要包括三个类型:阻性、抗性及排空三种消声器,其中抗性消声器应用范围比较广,本文主要结合抗性消声器进行性能预测。
针对消声器性能评价指标主要包括消声、空气动力及机械性能评价。
传统排气消声器性能评价方法主要采取传递矩阵法,并将其作为基础,构建插入损失及压力损失模型,为排气消声器性能评价奠定坚实的基础,通过消声器性能测试,了解和掌握其消声实际情况,能够更好地指导设计人员进行优化设计[1]。
二、排气消声器性能评价模型构建由于传递矩阵法需要大量试验研究给予支持,缺少优化设计,在设计方面存在一定局限性,使得体积偏大,不仅严重浪费物力、人力,而且在很大程度延长了开发周期,且设计效果不尽人意。
基于此,本文主要结合VB 和MATLAB进行软件评价模型设计,并从两个方面入手:(一)插入损失方面针对消声器插入损失计算,要将各个消声元件传递矩阵及总矩阵结合到一起,且为了方便调试程序等工作,将插入损失计算涉及的数据信息,存放至数据库当中。
由此可见,插入计算子模块主要包括总传递矩阵子模块及计算消声器插入子模块两部分。
在具体性能评价过程中,针对特定的频带中心频率,计算各个元件元件传递矩阵流程为选择声学元件类型———选择对应数据库———计算传递矩阵三个环节。
通过这三个环节,能够有效节省人力、物力,以最少投入,最快得出相应结果,进而实现插入损失试验目标。
(二)压力损失方面一般情况下,压力损失主要包括气流与管壁之间的摩擦、消声系统结构发生变化两方面,针对排气消声系统压力损失计算,主要按照以下流程图,如图1。
汽车消声器的声学性能分析与结构优化摘要:随着我国社会的不断发展,汽车制造行业的生产制造水平也得到了显著提升,汽车消声器的应用不仅能够提高汽车的使用质量,还能够为提升汽车行业的发展速度奠定良好基础,所以应该对汽车消声器的声学性能进行全面的分析,并且明确其结构优化措施。
基于此,本文则通过分析相关测试数据,探究其结构优化策略。
关键词:汽车消声器;声学性能;结构优化引言:通过调查研究分析发现,交通噪声对于整个环境的噪声影响相对较大,并且对于人体健康也造成了严重的威胁,所以必须要对交通噪声问题给予高度的关注。
利用汽车消声器,不仅能够降低汽车的噪声,还能够改善整体的生活环境。
同时汽车消声器的经济成本相对较低,并且在安装的过程中较为便捷,所以应该对其声学性能进行全面的分析,并且要对其使用结构进行相应的优化,进而保证汽车消声器的应用效果得到显著的提升,为改善我国城市环境以及维护人们身体健康奠定良好的基础。
一、汽车消声器的声学性能分析目前要想明确汽车消声器的结构优化措施,要对其声学性能进行全面的分析。
通过对某品牌的汽车消声器进行相应的分析,发现其在实际使用过程中必须要对其结构进行全面的优化,才能够满足噪声的排放标准,因此应该利用数学模型的方式,对声学性能进行相应的仿真模拟,进而对其使用效果进行深入的研究。
在进行声学性能仿真模拟分析之前,首先要进行声学网格的划分,其仿真模拟模型中主要含有穿孔结构,所以需要使用声学网格的划分,对其穿孔结构进行全面的分析。
在本次实验探究过程中使用了六面体网格划分的方式,进而可以使其整体的计算速度得到显著提升,同时通过不断减少网格的数目,还能够使穿孔部分进行全面的细化,进而能够获得更多准确的数据以及质量相对较高的六面体网格。
在进行声学仿真的过程中,还应该对其网格单元数量进行全面的控制,一般同一个声波波长内需要包含六个网格单元,进而满足其计算的数据需求。
为了保证计算结果的精确度,需要对上限频率进行全面的控制,并且要明确边界条件的设置过程。
汽车消声器设计方法与评价指标分析摘要:由于社会的发展,对货车的使用率也越来越高。
然而货车的使用会伴随着噪音的产生,给城市居民带来非常大的影响。
为了能够减少对居民的影响,设计消声器是非常重要的。
目前消声器的设计仍不完善,对于消声器原理的设想还停留在理论和试验当中。
对于传统的消声器,其具有不可忽视的弊端。
而现今的计算机却能够有效避免消声器设计的不足,本文通过对消声器的设计方案进行研究,结合现代计算机的辅助设计,为汽车消声器的设计提出几点合理的建议。
关键词:消声器,设计,评价指标,分析由于货车在行驶的过程中会产生大量的噪音,给城市居民的生活带来严重的影响。
关于降低货车行驶的噪音,我国的相关政府已经立法对汽车产生噪音进行限定。
可见,减低货车的噪音已经成为急需解决的主要问题。
而关于汽车的消音工作,消音器是目前汽车最有效的消音手段之一,汽车消音器的设计方法和评价指标对于汽车消声器的品质有着重要的影响,下面本文针对这一点进行详细的分析介绍。
1. 汽车消声器设计方法汽车消声器主要分为几个结构原理,分别是:气体流动、传热、震动、发动机性能、结构等,通过这些结构原理,消声器能够很好地进行消声作用,同时也具有较高的复杂性。
对于传统的消声器设计方法主要分为几点,分别是:理论、设计经验、试验三点。
对于汽车当中形状较为简单的排气系统,已经有了比较成熟的产品设计方法和设计理论。
然而,这些设计方法是在理论的指导下进行的,因此缺乏实践,在高负载、高频率的情况下,会出现与现实比较大的误差情况。
随着科学技术的不断发展,汽车的消声器设计由过去的经验设计逐渐转向以CAE(计算机辅助工程)设计结合经验设计,工作人员利用计算机的先进性以及先进的测试手段,对消声器进行设计、制造和测试工作,让消声器能够更好地投入工作。
举个例子,某些企业现在尝试利用各种工具来建立消声器性能计算模型,并进行排气系统结构的设计,使用的工具包括:A VLBoost、GT-Power、LMSSysnoise等。
高压气体排放消声器的声波分析与优化设计摘要:高压气体的排放产生的噪音是工业生产中常见的问题,为了减少噪音对环境和工作人员的危害,我们需要对高压气体排放消声器进行声波分析与优化设计。
本文通过分析高压气体排放消声器中的声波传播机理,结合常用的消声器结构,提出了一种有效的声波分析与优化设计方法,并通过实例验证了该方法的可行性。
1. 引言高压气体排放产生的噪音对人类和环境都会产生危害,因此需要采取有效措施进行噪音控制。
消声器是一种常用的噪音控制设备,通过其结构和材料的选择来降低噪音的传播和输出。
本文将重点讨论高压气体排放消声器的声波分析与优化设计方法,并为实际应用提供技术支持。
2. 高压气体排放消声器的声波传播机理高压气体排放消声器的声波传播机理主要包括声波的产生、传播和消散三个过程。
首先,气体排放过程中的动压波会引起噪音的产生。
接着,声波会在排放消声器中传播并与消声器内部的结构相互作用。
最后,通过消声器中的材料和结构对声波进行反射、散射和吸收,达到减少噪音输出的目的。
3. 常用的高压气体排放消声器结构常见的高压气体排放消声器结构包括直管式消声器、膨胀室式消声器和耳形消声器。
这些消声器结构通过改变声波的传播路径、增加表面反射或吸声材料的使用来降低噪音的输出。
在设计消声器结构时,需要考虑声波的频率、波长和消声效果等参数。
4. 高压气体排放消声器的声波分析方法为了对高压气体排放消声器的声波进行分析,我们可以采用数值模拟方法和实验测试方法。
数值模拟方法主要包括声场有限元分析和声学流体力学分析。
通过建立声场模型和材料参数,可以得到声波在消声器中的传播特性。
实验测试方法包括声压级测试、频率响应测试和声波速度测试等,通过实验数据来验证模拟结果的准确性。
5. 高压气体排放消声器的优化设计方法在优化设计高压气体排放消声器时,需要考虑降噪效果、流体动力学性能和市场可行性等因素。
一般而言,优化设计的方法包括材料选择、结构优化和声学参数调整。
消声器设计与声学分析消声器是一种用来减少噪音的装置,通常被应用于机械设备、汽车、船舶等噪音源的降噪处理中。
消声器的设计和声学分析是为了降低噪音水平,提高声音质量,保护人员健康和环境安全。
消声器的设计通常包括结构设计、材料选择和内部构造三个方面。
结构设计包括外形结构和内部流动结构。
外形结构的设计通常采用其中一种特定形状,如膨胀腔、缩小管道等,以便达到声波的反射、散射和吸收。
内部流动结构主要是考虑流体的流动状态,使得噪音能够尽量被流体吸收或湍流衰减。
材料的选择对消声器的性能具有重要影响。
常用的消声材料包括吸声材料和隔声材料。
吸声材料一般具有多孔结构和表面复杂性,能够将声波能量转化为热能。
隔声材料主要是通过反射和散射声波来减少噪音的传播。
消声材料的选择通常需要考虑频率范围、材料成本、耐用性等因素。
消声器的内部构造是保证其有效工作的关键。
常见的内部构造包括腔体、吸声体、隔声板等。
腔体的设计通常是为了实现声波的反射和散射,而且要避免声波的共振现象。
吸声体的设计要考虑材料的吸声特性和吸声体的形状。
隔声板一般用于隔声材料的支撑和隔离。
声学分析是消声器设计的重要一环。
通过声学分析可以确定消声器的工作原理和性能参数。
常用的声学分析方法包括声学模型、数值模拟和实验测试。
声学模型通常通过理论计算和数学模型来预测消声器的声学效果。
数值模拟则利用计算机模拟技术,对消声器内部的声场进行数值模拟分析。
实验测试则利用实验室设备,对消声器的声波特性进行实验测试和测量。
总之,消声器设计与声学分析是实现噪音控制的重要步骤。
通过合理的设计和科学的分析,能够实现噪音的降低,提高声音质量,保护人员健康和环境安全。
随着科学技术的发展,消声器的设计和声学分析将会得到进一步的优化和改进,以满足不同环境和应用领域的需求。