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装载机排气噪声特性研究及消声器优化设计

装载机排气噪声特性研究及消声器优化设计

作者：朱传峰天津大学

学位级别：硕士

随着我国工业的快速发展,装载机得到广泛应用,但是其排气噪声过大的问题也越来越突出,不仅严重影响驾驶员的乘坐舒适性,同时也降低了工作效率。采取有效措施对排气噪声进行控制,具有重要意义,全文围绕装载机排气噪声特性及消声器优化设... 详细信息

随着我国工业的快速发展,装载机得到广泛应用,但是其排气噪声过大的问题也越来越突出,不仅严重影响驾驶员的乘坐舒适性,同时也降低了工作效率。采取有效措施对排气噪声进行控制,具有重要意义,全文围绕装载机排气噪声特性及消声器优化设计进行研究。本文采用实验手段测取了装载机的排气噪声,并对排气噪声的频谱构成和特性进行分析研究,得出排气噪声组成中的基频噪声和气柱共振噪声是噪声的主要来源,并且集中在中低频率段,而抗性消声器主要用于对中低频噪声的控制。在对排气噪声特性的分析基础上,针对课题需要建立抗性消声器基本消声结构的模型,利用***和Fluent分别对基本消声结构如扩张腔长度、扩张腔直径、腔体个数和两腔消声器下腔体不同长度、偏置出口管不同位置、内插管、进出口管侧置等的声学性能和流体力学性能进行仿真分析,为消声器的优化改进提供依据。采用声学性能计算中的传递矩阵法建立消声器传递损失的解析模型、采用流体力学性能计算中的半经验计算方法建立消声器压力损失计算的解析模型,并且对所建模型进行验证,用拉丁超立方试验设计生成消声器基本结构参数,基于试验设计(DOE)对消声器参数进行贡献度分析、主效应分析、交互效应分析,为进一步的优化提供依据。在消声器优化设计研究中,分别采用两种方法即根据有限元仿真的结果对消声器进行结构改进设计,基于数值方法中的自适应模拟退火算法(ASA)和多目标模拟退火算法(MOSA)对消声器进行优化设计。在仿真分析中,内插管结构能减少消声器传递损失的通过频率,降低压力损失,对新设计消声器采用内插管结构,结果表明,消声器的声学性能和流体力学性能都得到有效改善。在基于解析模型的数值优化方法中,DOE方法能有效辨识出各参数对消声器传递损失的影响,简化了消声器的优化模型,提高了优化效率,建立消声器在排气噪声峰值频率处传递损失的单目标和多目标优化模型,分别采用ASA和MOSA对消声器进行单目标和多目标优化,其中在多目标优化过程中,进行了双目标和三目标优化,结果表明,单目标优化可使相应峰值频率处的传递损失达到最大值,多目标优化能使全频段整体优化效果较好,但是三目标的Pareto最优解较多,而最终的优化效果和双目标相差不多,考虑到工程中的实际应用,应选择双目标对消声器进行优化设计。本文的研究结论和方法对消声器的优化设计具有参考指导意义。

关键词：排气噪声消声器传递损失试验设计模拟退火算法优化设计

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基于板件贡献分析的装载机驾驶室低噪声设计

振动．测试与诊断 2016年第3期36卷 568-574,609页

作者：张俊红李忠鹏毕凤荣王健何文运朱传峰田雨天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

分别建立某装载机驾驶室及室内声腔有限元模型,通过单点输入多点输出(single input and multiple output,简称SIMO)法模态试验验证了声振耦合模型的准确性,测取悬置点激励进行频率响应分析及室内噪声预测。对驾驶室进行声学灵敏度分析,... 详细信息

分别建立某装载机驾驶室及室内声腔有限元模型,通过单点输入多点输出(single input and multiple output,简称SIMO)法模态试验验证了声振耦合模型的准确性,测取悬置点激励进行频率响应分析及室内噪声预测。对驾驶室进行声学灵敏度分析,采用声传递向量法对驾驶室进行声学板件贡献度分析并对关键板件进行形貌优化,同时添加橡胶阻尼材料抑制壁板振动,进行二次声压虚拟预测。结果表明,声学灵敏度分析可得到多阶关键声振耦合频率,声传递向量法板件贡献度分析能准确定位产生噪声峰值的关键板件,形貌优化及添加阻尼材料的方案降噪效果显著,室内总声压级降低了4.43dB。此方案系统地为低噪声车身设计提供了技术路线,减少了传统方案的主观性和重复性,缩短了研发周期,降低了研发成本。

关键词：声振耦合声学灵敏度板件贡献度结构优化低噪声

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巨厚松散层下采煤防砂煤岩柱留设的实践

煤田地质与勘探 2006年第1期34卷 19-21页

作者：朱传峰淮北矿业集团公司孙疃煤矿筹备处安徽淮北235121

两淮地区的大多煤系被巨厚松散层覆盖,而松散层底部的第四含水层直接覆于煤系之上,威胁煤矿安全生产。为防止“四含”水进入矿井,矿井留设了厚层防水煤岩柱,这使过多的浅部煤炭资源积压。通过淮北地区童亭、桃园、祁东等矿井开采实践,... 详细信息

两淮地区的大多煤系被巨厚松散层覆盖,而松散层底部的第四含水层直接覆于煤系之上,威胁煤矿安全生产。为防止“四含”水进入矿井,矿井留设了厚层防水煤岩柱,这使过多的浅部煤炭资源积压。通过淮北地区童亭、桃园、祁东等矿井开采实践,认为巨厚松散层下采煤煤岩柱的留设原则为:初期以防水为主,后期以防砂为主。

关键词：巨厚松散层防砂煤岩柱开采上限

基于声振耦合的装载机驾驶室多目标形貌优化设计

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振动与冲击 2015年第7期34卷 46-50,70页

作者：张俊红李忠鹏毕凤荣王键朱传峰天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

对某装载机驾驶室及室内声腔进行建模得到声振耦合模型,通过SIMO法模态试验验证所建模型的准确性,测取悬置点激励力并进行频响分析及室内噪声预测。结合耦合模态频率和噪声曲线峰值频率确定关键优化频率,在驾驶室的最大扭矩工况下进行... 详细信息

对某装载机驾驶室及室内声腔进行建模得到声振耦合模型,通过SIMO法模态试验验证所建模型的准确性,测取悬置点激励力并进行频响分析及室内噪声预测。结合耦合模态频率和噪声曲线峰值频率确定关键优化频率,在驾驶室的最大扭矩工况下进行静力学分析,采用折衷规划法和平均频率法将驾驶室静态整体刚度和多阶关键频率归一为Euclidean距离的多目标函数,对驾驶室进行多目标形貌优化。结果表明:此优化方法在驾驶室结构优化上的应用综合提高了结构整体刚度和多阶关键固有频率,避免了单频优化时频率震荡现象,得到了优化目标的整体Pareto最优解,室内噪声总声压级降低了3.03 d B。

关键词：声振耦合折衷规划法平均频率法多目标形貌优化低噪声

基于DOE和改进模拟退火算法的消声器优化设计

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振动与冲击 2015年第13期34卷 169-175页

作者：张俊红朱传峰毕凤荣王健李忠鹏天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

为提高消声器的优化效率,在考虑流速对消声器传递损失数值建模的基础上,采用试验设计(DOE)中的拉丁超立方设计对消声器参数进行分析,结合改进模拟退火算法分别建立消声器在排气噪声峰值频率处传递损失的单目标和多目标优化模型,开展消... 详细信息

为提高消声器的优化效率,在考虑流速对消声器传递损失数值建模的基础上,采用试验设计(DOE)中的拉丁超立方设计对消声器参数进行分析,结合改进模拟退火算法分别建立消声器在排气噪声峰值频率处传递损失的单目标和多目标优化模型,开展消声器的优化设计研究。研究结果表明:DOE方法能有效辨识出各参数对消声器传递损失贡献度的大小,简化了消声器的优化模型。消声器内气体的平均流速对消声器的优化结果影响较大。单目标优化可使相应峰值频率处的传递损失达到最大值,多目标优化能使全频段整体优化效果较好,优化设计后排气噪声最大降低31.73d B,优于单目标优化结果。研究结果为消声器的优化设计提供了新思路。

关键词：试验设计模拟退火算法消声器优化设计

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基于DOE和MIGA的消声器优化设计

机械科学与技术 2016年第2期35卷 296-302页

作者：张俊红朱传峰毕凤荣王健何文运李忠鹏天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

高效率的设计出大消声量的消声器一直是车辆排气噪声控制中面临的难题。考虑到消声器优化过程中涉及参数较多,在消声器传递损失数值建模的基础上,采用试验设计(DOE)中的拉丁超立方设计对消声器参数进行分析,结合多岛遗传算法(MIGA)和传... 详细信息

高效率的设计出大消声量的消声器一直是车辆排气噪声控制中面临的难题。考虑到消声器优化过程中涉及参数较多,在消声器传递损失数值建模的基础上,采用试验设计(DOE)中的拉丁超立方设计对消声器参数进行分析,结合多岛遗传算法(MIGA)和传统遗传算法(GA)分别建立消声器在排气噪声单峰值频率和多峰值频率处的传递损失为目标的优化模型,开展消声器传递损失优化设计研究。结果表明:DOE方法能有效的辨识出各参数对消声器传递损失影响的大小,简化了消声器的优化模型。MIGA对消声器在单峰值频率和多峰值频率的优化都优于GA,且多峰值频率的优化好于单峰值频率的优化,能使排气噪声最大降低20.98 d B。

关键词：试验设计多岛遗传算法消声器传递损失优化设计

俯身接地气躬行连民心——永城市政协联系服务群众“零距离”

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协商论坛 2014年第10期 31-32页

作者：朱传峰永城市政协

第二批党的群众路线教育实践活动开展以来,永城市政协高度重视,积极响应,在高标准完成规定动作的基础上,立足政协实际,充分发挥政协智力密集、联系广泛优势,在全市政协委员范围内深入开展“政协进基层、委员连万家”活动,实现联系和服... 详细信息

第二批党的群众路线教育实践活动开展以来,永城市政协高度重视,积极响应,在高标准完成规定动作的基础上,立足政协实际,充分发挥政协智力密集、联系广泛优势,在全市政协委员范围内深入开展“政协进基层、委员连万家”活动,实现联系和服务群众“零距离”,以实际行动将市政协党的群众路线教育实践活动引向深入,并取得阶段性成果.具体工作中,主要把握好以下五个环节：

关键词： “零距离” 服务群众市政协永城教育实践活动党的群众路线接地民心