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拖拉机的振动及噪声问题一直是国内外关注的热点。本文建立了某型无驾驶室拖拉机有限元结构模型及间接边界元声学模型,采用有限元分析方法,对拖拉机作了结构动态性能分析,在此基础上利用间接边界元法对其结构辐射噪声的预测、分析及控制等方面进行了较为系统的研究与探讨。
首先,本文在Ug软件中建立了无驾驶室拖拉机整车几何模型,将其导入Hypermesh软件中划分网格,再导入Ansys软件中连接各部件并最终建立了拖拉机整车结构有限元模型。在此模型的基础上,对其进行了结构动态性能分析,包括自由模态分析及谐响应分析,求出拖拉机的固有频率及振型,并得到了座椅处、地板处及方向盘处等位置的位移响应谱。
其次,在Virtual.Lab中通过加入发动机实际激励及拖拉机结构模态参数进行基于模态的振动响应计算,得到了拖拉机表面各点的振动加速度。再利用Ansys和Virtual.Lab软件建立拖拉机间接边界元声学模型,将求得的拖拉机表面振动加速度作为边界条件导入,采用间接边界元法求解无驾驶室拖拉机的辐射噪声。仿真计算得到了整车在ISO标准场点及驾驶员右耳旁处的声压分布情况并进行了相应的分析。并通过与实验结果对比,进一步验证了所用方法的正确性,为无驾驶室拖拉机在实际激励下的辐射噪声预测进行了有益的探索。
最后,对整车进行了板块贡献度分析,找到贡献度较大的板块,并提出了建设性的修改意见,这为低噪声的结构改进及优化提供了理论依据。并分别通过增加结构刚度和添加阻尼材料对其进行结构改进,改进后,绝大多数频率下驾驶员右耳旁的声压级幅值有明显下降,只是下降的幅度不同。此进一步验证了板块贡献度分析对结构改进优化及降噪方面的指导作用。