基于辐射噪声的柴油机薄壁件形貌优化设计

作     者：陈慧祺 黄燕生 唐章富 

作者机构：广西电力职业技术学院广西南宁530200 

出 版 物：《装备制造技术》 (Equipment Manufacturing Technology)

年 卷 期：2024年第7期

页      面：24-28,97页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：2021年广西电力职业技术学院高水平创新团队“基于新能源产业学院的能源动力类专业课程体系创新团队”(桂电职院622号) 

主　　题：薄壁件 辐射噪声 一阶模态频率 形貌优化 轻量化设计 

摘      要：以某国六阶段的四缸柴油机中装配在空调压缩机上用于隔热的薄壁件为研究对象,采用形貌优化设计方法研究其一阶约束模态频率,以改善薄壁件在柴油机上的辐射噪声,并在考虑一阶模态频率的条件下实现薄壁件的轻量化设计。通过对优化前的薄壁件壳体建立三维实体模型,分析薄壁件的一阶约束模态和噪声测试结果,发现薄壁件存在自身的振动频率与发动机的工作频率共振的情况,进而导致薄壁件在柴油机工作过程中产生较为明显的异响。为解决该问题,需要对薄壁件进行优化设计,调整其一阶约束模态频率,以避开发动机的22阶下的振动频率,从而改善其NVH品质。利用形貌优化设计薄壁件共得出两种优化设计方案,综合考虑生产制造工艺可行性及成本控制确定了最终优化设计方案。对新优化设计方案进行模态分析发现,优化后模型的一阶约束模态频率提升幅度高达48.25%,重量降低了4 g;且优化后的模型一阶模态振型大幅改善,在噪声对比测试过程中发现优化后的结构辐射噪声改善明显;同时其振动加速度由原先的134 m·s^(-2)下降到118 m·s^(-2),降幅高达11.9%。优化后的设计有效改善了薄壁件的辐射噪声及其表面加速度,同时也为汽车轻量化设计提供了支持。