船用低速柴油機振動噪聲特性及控制研究.pdf

1、船用柴油機是船舶最主要的振動和噪聲源，柴油機的自身振動和噪聲指標(biāo)是柴油機選型的重要參考指標(biāo)之一。柴油機功率密度不斷提升使其產(chǎn)生的激勵力也相應(yīng)增加，導(dǎo)致柴油機輻射噪聲量級不斷提高，而國際海事組織近期又修改了船舶噪聲等級規(guī)則，工作和生活艙室噪聲限值普降5dB（A），新規(guī)范于2014年7月1日起對新船強制執(zhí)行。在如此嚴峻的形式下，開展低速柴油機振動噪聲特性分析具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　借助國家高新技術(shù)船舶項目的支持，本文對

2、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的小缸徑船用低速柴油機的振動噪聲問題展開細致的研究。根據(jù)整機三維實體裝配模型，建立含有氣缸體、機架、基座、空冷器、增壓器、進排氣系統(tǒng)等主要結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，模擬實際螺栓孔位置處的安裝狀態(tài)對基座底板兩側(cè)的進行約束，并進行模態(tài)分析，獲取整機安裝狀態(tài)下的固有屬性。綜合考慮柴油機各激勵源的特性，主要分析了缸內(nèi)爆發(fā)壓力、十字頭敲擊力、主軸承載荷、排氣閥敲擊力的作用規(guī)律及頻域特性。利用有限元方法，根據(jù)激勵作用的實際位置，將各激勵

3、單獨加載到有限元模型的對應(yīng)位置，進行動力學(xué)瞬態(tài)響應(yīng)分析，獲得單一激勵下整機的振動特性，并分別計算各激勵作用下的整機振動烈度及各激勵的振動貢獻度。在多個激勵的聯(lián)合作用下，對整機的振動特性和強弱分布規(guī)律進行預(yù)報分析。利用聲學(xué)瞬態(tài)邊界元方法，建立整機聲學(xué)邊界元分析模型，以整機表面節(jié)點振動位移為聲學(xué)計算輸入條件，獲取整機的表面輻射噪聲特性，結(jié)合“能量疊加法”得到整機1米處的輻射噪聲平均聲壓級。
　　利用上述整機振動噪聲的分析結(jié)果，得到整機