不同參數(shù)對壓縮機(jī)殼體噪聲輻射的數(shù)值分析

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1、不同參數(shù)對壓縮機(jī)殼體噪聲輻射的數(shù)值分析孟曉宏金濤(浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所杭州310027)摘要：壓縮機(jī)的噪聲輻射最終都是通過殼體的振動(dòng)輻射出去，為了降低壓縮機(jī)的噪聲，并進(jìn)一步優(yōu)化殼體的聲學(xué)特性，利用數(shù)值模擬方法，在合理簡化模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了殼體模態(tài)分析。然后，研究了不同的參數(shù)(泵體支撐方式，集中力作用方向，殼體形狀、厚度和阻尼)對殼體噪聲輻射的影響，給出了有效降低殼體噪聲輻射的方法，其分析結(jié)果給壓縮機(jī)殼體的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了重要的參考依據(jù)。關(guān)鍵字：壓縮機(jī)殼體噪聲輻射數(shù)值分析中圖分類號(hào)：TB535NumericalAnalysi

2、sofcompressorshellnoiseradiationwithdifferentparametersMENGXiao-hongJINTao(InstituteofChemicalmechanical，ZHEJIANGuniversity,Hangzhou,310027)Abstract:Thecompressornoiseradiatedbyshellvibrationfinally,therefore,basedonthereasonablemodel,shell’smodeswereextractedusednu

3、mericalsimulationmethodfornoisereductionofcompressorandimprovementofshell’sacousticperformance.Then,anumberofeffectswerestudied,includingthesupportmethodbetweenshellandpump;thedirectionofconcentratedforce;theshapeandthicknessanddampofshell,andsomemethodswhichcanredu

4、cethenoiseradiationofshelleffectivelyweregiven.Theanalysisresultscanprovidethereferencesfordesignandoptimizationofcompressorshell.Keywords:Compressor，Shell，NoiseRadiation，NumericalAnalysis體的連接方式以及力的作用方向?qū)んw噪聲輻射的0前言影響。冰箱壓縮機(jī)的噪聲是衡量壓縮機(jī)品質(zhì)的主要指1模態(tài)分析標(biāo)之一，而壓縮機(jī)主要是通過殼體的振動(dòng)輻射噪聲的，因

5、此研究殼體的振動(dòng)特性以及噪聲輻射具有較1.1有限元模型大的意義。本文主要分析不同殼體參數(shù)下的噪聲輻射，因目前冰箱壓縮機(jī)殼體降噪的方法主要采用試驗(yàn)此將壓縮機(jī)的泵體簡化為集中質(zhì)量，以集中力的形研究的方法，且最常采用的降噪措施為增加殼體的式作用于殼體，僅建立壓縮機(jī)殼體及機(jī)腳的模型，[1]厚度，歸振華利用試驗(yàn)研究的方法研究了兩種不幾何模型和有限元網(wǎng)格模型如圖1所示。邊界條件同鋼材和厚度殼體的隔聲效果，但是增加厚度會(huì)顯為約束殼體的剛體位移，載荷為壓縮機(jī)泵體的重力。著增加產(chǎn)品成本且試驗(yàn)的方法具有一定盲目性。李[2]洪亮從圓柱殼振動(dòng)理論入手

6、，將壓縮機(jī)殼體簡化為無限長圓柱殼，并利用形狀系數(shù)進(jìn)行修正，討論了殼體不同參數(shù)對殼體噪聲輻射的影響，但是對于復(fù)雜形狀的壓縮機(jī)殼體分析結(jié)果與實(shí)際偏差較大。因此，數(shù)值模擬對于分析復(fù)雜形狀殼體振動(dòng)特性是一種很有效的方法。本文以某往復(fù)式冰箱壓縮機(jī)的殼體為研究對(a)幾何模型(b)有限元模型象，基于有限元分析方法，采用ANSYS軟件建立圖1殼體的幾何模型和網(wǎng)格模型殼體的有限元模型，SYSNOISE軟件進(jìn)行聲學(xué)分析。1.2殼體模態(tài)分析提取了殼體的振動(dòng)模態(tài)；然后在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，分析了殼體的厚度，阻尼，形狀，壓縮機(jī)泵體與殼為分析殼體的噪聲輻

7、射特性，首先提取了殼體的前10階固有頻率，見表1所示，圖2為殼體的前8階固有振型?？梢钥闯?，前四階固有頻率較低，僅受軸向力。反映的支座的剛度，從第五階開始反映的是殼體本身的振動(dòng)特性，其中第8階模態(tài)為非對稱模態(tài)。泵體泵體表1殼體前10階固有頻率階次12345頻率/Hz1994557148892458圖3泵體兩種連接方式示意圖階次678910頻率/Hz25112640272228633091圖4懸掛方式殼體受力示意圖(a)第1階模態(tài)(b)第2階模態(tài)懸掛方式120支撐方式1008060/dB(A)wL40(c)第3階模態(tài)(d)第4階

8、模態(tài)200010002000300040005000f/Hz圖5兩種連接方式殼體的輻射聲功率(e)第5階模態(tài)(f)第6階模態(tài)圖5為兩種連接方式下殼體的輻射聲功率，從圖可以看出，在2000Hz以下兩種連接方式的聲功率幾乎一樣，而在2000Hz-3000Hz和3500Hz-450