[发明专利]一种基于模态应变能的齿轮箱附加阻尼的降噪方法

说明书

本发明公开一种基于模态应变能的齿轮箱附加阻尼的降噪方法，包括以下步骤：S1、建立齿轮箱模型，并进行模态分析；S2、计算齿轮箱各阶模态的模态阻尼比；S3、构建齿轮箱边界元模型和Box声场，计算声学传递向量；S4、振动响应计算；S5、得出振动速度和场点声压的关系，将齿轮箱各节点引起的声压级叠加到对应的各场点，求解场点的辐射噪声；S6、在齿轮箱上的声压级最大的场点对应的区域附加阻尼，建立附加阻尼齿轮箱模型，对辐射噪声进行求解；S7、附加阻尼后降噪，确定方案为附加阻尼的齿轮箱模型，附加阻尼后未降噪，返回步骤S6更改附加阻尼的方案。本发明的方法对齿轮箱的降噪效果好，实用性好，值得推广。

技术领域

本发明属于机械减震技术领域，具体涉及一种基于模态应变能的齿轮箱附加阻尼的降噪方法。

背景技术

现代机械行业，机械结构的振动不仅增加了机械结构的不稳定，同时也会产生较大噪声，对环境造成污染，因此对机械结构进行降噪设计是现在研究的关键。目前对于附加约束阻尼结构的设计方法还存在许多不足：对附加约束阻尼结构的优化设计也还不够系统和有效，没有考虑结构承受的载荷情况，且大多运用于平板结构，存在一定的特殊性和局限性；针对齿轮箱等复杂结构的附加阻尼设计还存在一定的盲目性，缺乏快速而有效降噪的设计方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于模态应变能的齿轮箱附加阻尼的降噪方法，针对现有技术的不足，提出一种基于模态应变能的齿轮箱阻尼材料降噪的方法，可以更快速高效地完成对齿轮箱降噪设计。

本发明的技术方案是：

一种基于模态应变能的齿轮箱附加阻尼的降噪方法，包括以下步骤：

S1、对齿轮箱模型进行模态分析，获取各阶模态应变能；

S2、根据各阶模态应变能求出各阶对应的模态阻尼比；

S3、在进行模态分析后的齿轮箱模型的基础上构建齿轮箱边界元模型，在边界元模型的基础上建立Box声场，在Box声场上选取多个场点，然后求解声学传递向量；

S4、根据步骤S2中求得的模态阻尼比，对齿轮箱进行振动响应计算，得出齿轮箱的法向振动速度；

S5、根据S3求得的声学传递向量，得出齿轮箱模型的法向振动速度与声场的场点声压之间的线性关系，在根据S4求得法向振动速度，将有限元划分后的齿轮箱上各节点法向振动引起的声压级叠加到对应的各场点，得出各场点的辐射噪声的声压级；

S6、根据S5步骤中求得的各场点的辐射噪声的声压级确定齿轮箱上声压级最大的场点，并在该场点对应的区域处附加阻尼，建立附加阻尼的齿轮箱模型，返回S1依次执行S1到S5；

S7、将附加阻尼后齿轮箱模型的辐射噪声的声压级与附加阻尼前的辐射噪声的声压级进行对比，若附加阻尼后的辐射噪声比附加阻尼前的辐射噪声大，则返回步骤S6更改附加阻尼的方案后继续执行S6、S7，直至附加阻尼后的声压级比附加阻尼前的声压级小，则确定附加阻尼后的齿轮箱结构具有降噪效果，并确定该齿轮箱模型为最终附加阻尼的齿轮箱降噪方案。

优选地，所述S7中更改附加阻尼的方案为更改附加阻尼结构的类型。

优选地，所述S7中更改附加阻尼的方案更改附加的阻尼层占齿轮箱结构总厚度的比例。

优选地，所述S7中更改附加阻尼的方案更改附加的约束阻尼层与基层厚度的比例。

优选地，所述S3中建立Box声场的方法为在齿轮箱边界元模型底面建立反射面，然后在距离齿轮箱各个表面1m处建立容纳齿轮箱的Box声场。

与现有技术相比，本发明提供的一种基于模态应变能的齿轮箱附加阻尼的降噪方法，其有益效果是：