礦用自卸車駕駛室低頻噪聲分析與板件優(yōu)化.pdf

1、礦用自卸車作為大型露天礦區(qū)的主要作業(yè)工具，其行駛路況復雜多變，振動噪聲問題顯著，尤其是20～200Hz范圍內(nèi)的低頻結構噪聲特別突出，對長期處于如此惡劣工作環(huán)境下的駕駛員的身心損害巨大。因此，改善礦用自卸車駕駛室內(nèi)部的聲學環(huán)境，減小振動噪聲，提高駕駛員的乘坐舒適性，將會有助于工程機械整體發(fā)展水平和工作效率的提高。
　　本文以某重工企業(yè)自主研發(fā)的電動輪礦用自卸車作為研究對象，以Hypermesh中建立的駕駛室有限元模型為基礎，針對30

2、km/h礦用車空載行駛和滿載行駛兩種工況，在LMS Virtual.lab軟件中求解駕駛員兩耳旁的噪聲頻率響應值，分析聲壓級曲線，確定噪聲峰值和對應的頻率。針對峰值噪聲進行駕駛室的板件聲學貢獻量分析，找到貢獻量最大的板件，再對引起板件局部振動劇烈的駕駛室模態(tài)進行模態(tài)參與因子分析，提取影響最大的模態(tài)作為板件形貌優(yōu)化的目標。針對優(yōu)化結果重新設計板件的表面形狀，對新的駕駛室模型進行聲學響應計算，再對比優(yōu)化前后的噪聲峰值，驗證優(yōu)化的效果。主要內(nèi)

3、容具體陳述如下：
　　(1)本文首先建立駕駛室結構有限元模型和聲腔有限元模型，對駕駛室模態(tài)和聲腔模態(tài)以及二者的耦合模態(tài)進行分析，掌握了駕駛室內(nèi)部環(huán)境的聲學特性。針對30km/h空載和滿載兩種行駛工況，計算了駕駛室結構動態(tài)響應，并與道路加速度試驗的響應值進行對比驗證了結構有限元模型的可靠性。
　　(2)將駕駛室結構-聲腔耦合模型導入LMS Virtual.lab軟件中，在四個懸置點施加不同工況下的激勵，設置分析頻率為20～20

4、0Hz，分別計算空載和滿載時駕駛員兩耳旁的聲學響應，分析聲壓級曲線的峰值，找出噪聲值超過80dB的峰值和對應的頻率作為分析頻率。選取駕駛室聲腔表面網(wǎng)格，按照駕駛室的結構對其進行分組并設置阻尼系數(shù)，然后進行板件聲學貢獻量計算，提取分析頻率下的各個板件的貢獻值，通過統(tǒng)籌比較選取影響最大的板件作為優(yōu)化對象。
　　(3)在20～200Hz范圍內(nèi)，找出引起選取板件振動劇烈的駕駛室模態(tài)作為分析模態(tài)，針對這些模態(tài)進行影響因子分析，再通過柱狀圖呈

5、現(xiàn)各個選取板件的分析模態(tài)在分析頻率下的影響因子，確定需要優(yōu)化的模態(tài)，以其頻率作為優(yōu)化目標。
　　(4)針對駕駛室需要優(yōu)化的模態(tài)，以頻率為目標進行單目標優(yōu)化得到模態(tài)頻率的目標值。利用平均頻率法構建多目標函數(shù)，將模態(tài)目標值代入函數(shù)式中，以此表達式作為優(yōu)化目標，對各個優(yōu)化板件分別進行形貌優(yōu)化。綜合考慮優(yōu)化后的云圖和加工工藝性，設計板件表面的加強筋布置。利用改進的板件結構重新建立駕駛室有限元模型，導入軟件中計算駕駛員兩耳旁的聲學響應，對比