本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種獲取發(fā)動機輻射噪聲的方法及發(fā)動機設(shè)計優(yōu)化方法，通過創(chuàng)建發(fā)動機的有限元模型，計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷，將發(fā)動機曲軸主軸承載荷施加到發(fā)動機的有限元模型上，計算待設(shè)計的發(fā)動機的殼體的表面加速度，然后再抽取發(fā)動機有限元模型的表面，創(chuàng)建發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型，將發(fā)動機殼體表面振動加速度施加在發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型上；最后創(chuàng)建發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型，并根據(jù)發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型計算發(fā)動機輻射噪聲，本發(fā)明專利技術(shù)對于延長發(fā)動機及其零部件的使用壽命，降低整車振動噪聲，改善車輛的舒適性，起到了很好的效果。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及車輛工程
，尤其涉及一種。
技術(shù)介紹
汽車發(fā)動機是汽車的主要振動與噪聲源之一。發(fā)動機在運行過程中，發(fā)動機缸體內(nèi)曲軸、連桿、活塞系統(tǒng)運動不平衡產(chǎn)生的附加力和力矩，氣缸內(nèi)氣體壓力的脈動，活塞與氣缸壁之間的摩擦等都會使發(fā)動機產(chǎn)生振動,這個振動會傳遞到發(fā)動機殼體,導(dǎo)致殼體產(chǎn)生振動，殼體產(chǎn)生振動的同時向外福射噪聲。發(fā)動機的振動會影響發(fā)動機及其零部件的壽命，同時發(fā)動機的振動還會通過發(fā)動機懸置傳遞到車身，直接影響到整車的振動噪聲水平，因此減小發(fā)動機的振動，對延長發(fā)動機壽命、降低整車的振動噪聲有著重要的意義。現(xiàn)有的發(fā)動機設(shè)計和優(yōu)化的過程，一般都是對已經(jīng)設(shè)計出的發(fā)動機實物樣機進行輻射噪聲的試驗測量，對樣機進行試驗測量后才能發(fā)現(xiàn)問題，然后再結(jié)合輻射噪聲的測量結(jié)果，對實物發(fā)動機的設(shè)計進行修改，這種方式不能在發(fā)動機早期設(shè)計階段就發(fā)現(xiàn)問題，導(dǎo)致耗費人力物力成本比較大，且整個發(fā)動機研發(fā)周期較長，影響發(fā)動機振動噪聲性能的開發(fā)效果，從而影響整車振動噪聲性能的研發(fā)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于上述問題，提出了本專利技術(shù)以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種。基于上述問題，本專利技術(shù)提供的一種獲取發(fā)動機輻射噪聲的方法，包括:創(chuàng)建發(fā)動機的有限元模型；計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷；將發(fā)動機曲軸主軸承載荷施加到發(fā)動機的有限元模型上，計算發(fā)動機殼體表面振動加速度；抽取所述發(fā)動機的有限元模型的表面，創(chuàng)建發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型，將所述發(fā)動機殼體表面振動加速度施加在所述發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型上；創(chuàng)建包含所述發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型的發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型，并根據(jù)所述發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型計算發(fā)動機輻射噪聲。本專利技術(shù)提供的一種發(fā)動機設(shè)計優(yōu)化方法，包括:使用本專利技術(shù)實施例提供的前述的獲取發(fā)動機的輻射噪聲方法，對待設(shè)計的發(fā)動機的輻射噪聲進行仿真測量；根據(jù)獲取到的所述待設(shè)計的發(fā)動機的輻射噪聲，對所述待設(shè)計的發(fā)動機的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。本專利技術(shù)的有益效果包括:本專利技術(shù)提供的，通過創(chuàng)建發(fā)動機的有限元模型,計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷,將發(fā)動機曲軸主軸承載荷施加到發(fā)動機的有限元模型上，計算待設(shè)計的發(fā)動機的殼體的表面加速度，然后再抽取發(fā)動機有限元模型的表面，創(chuàng)建發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型，將發(fā)動機殼體表面振動加速度施加在發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型上；最后創(chuàng)建發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型，并根據(jù)所述發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型計算發(fā)動機輻射噪聲，本專利技術(shù)在發(fā)動機還處于數(shù)字化模型階段就可以對發(fā)動機的輻射噪聲進行仿真測量，通過輻射噪聲的仿真測量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機結(jié)構(gòu)上薄弱的位置和可能存在的問題，可以有效指導(dǎo)發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和振動噪聲性能開發(fā)，極大縮短發(fā)動機研發(fā)周期和節(jié)省研發(fā)成本，對于延長發(fā)動機及其零部件的使用壽命，降低整車振動噪聲，改善車輛的舒適性，起到了很好的效果。上述說明僅是本專利技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本專利技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本專利技術(shù)的【具體實施方式】。【附圖說明】通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本專利技術(shù)的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:圖1為本專利技術(shù)實施例提供的獲取發(fā)動機輻射噪聲的方法的流程圖；圖2為本專利技術(shù)實施例提供的計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷步驟的流程圖；圖3A、3B為本專利技術(shù)實施例提供的9點測量的方法的模型的示意圖；圖4為本專利技術(shù)實施例提供的某個測量點的聲壓曲線的一個示例；圖5為本專利技術(shù)實施例提供的某個測量點仿真測量和實際測量得到的聲壓曲線的比較圖；圖6為本專利技術(shù)實施例提供的發(fā)動機的設(shè)計優(yōu)化方法的流程圖。【具體實施方式】下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。下面結(jié)合說明書附圖，對本專利技術(shù)實施例提供的一種獲取發(fā)動機輻射噪聲的方法、發(fā)動機設(shè)計優(yōu)化方法的【具體實施方式】進行說明。本專利技術(shù)實施例提供的一種獲取發(fā)動機輻射噪聲的方法，如圖1所示，具體包括以下步驟:S11、創(chuàng)建發(fā)動機的有限元模型；S12、計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷；S13、將發(fā)動機曲軸主軸承載荷施加到發(fā)動機的有限元模型上，計算發(fā)動機殼體表面振動加速度；S14、抽取發(fā)動機有限元模型的表面，創(chuàng)建發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型，將發(fā)動機殼體表面振動加速度施加在發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型上；本步驟S14中，可以采用例如有限元網(wǎng)格工具hypermesh等軟件，抽取發(fā)動機有限元模型的表面創(chuàng)建發(fā)動機面網(wǎng)格模型，生成的發(fā)動機面網(wǎng)格模型就是發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型。S15、創(chuàng)建包含發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型的發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型，并根據(jù)發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型計算發(fā)動機輻射噪聲。下面分別對上述各步驟進行詳細的說明。上述Sll中，可以通過有限元網(wǎng)格劃分軟件(例如hypermesh)創(chuàng)建發(fā)動機的有限元模型，具體創(chuàng)建方式可以參考現(xiàn)有技術(shù)中的各種實現(xiàn)方式。本專利技術(shù)實施例對采用何種有限元網(wǎng)格劃分軟件并不限定。上述S12中計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷的步驟，在具體實施時，可以使用如圖2所示的流程實現(xiàn):如圖2所示，該流程包括:S21、創(chuàng)建動力總成的有限元模型；為了分析發(fā)動機的曲軸主軸的承載荷,需要對整個動力總成進行動力學(xué)的分析計算。在創(chuàng)建動力總成的有限元模型時，需要確定動力總成包含的部件，一般來說，動力總成中至少包含發(fā)動機和懸置(用于減少并控制發(fā)動機振動的傳遞，并起到支承作用的動力總成部件)的情況下，就可以滿足發(fā)動機的曲軸主軸承載荷的計算需要了，更進一步地，還可以在發(fā)動機和懸置的基礎(chǔ)上，再增加變速箱作為動力總成的有限元模型的一部分。創(chuàng)建動力總成的有限元模型時，可以使用將發(fā)動機、變速箱和動力總成的幾何模型(例如CAD模型、UG模型、Pro/E模型等)導(dǎo)入有限元網(wǎng)格劃分軟件(例如hypermesh)中，分別抽取發(fā)動機、變速箱和懸置的幾何表面，創(chuàng)建三角形面網(wǎng)格模型，然后由三角形面網(wǎng)格模型再生成四面體網(wǎng)格模型即得到動力總成的有限元模型。S22、根據(jù)創(chuàng)建的動力總成的有限元模型，創(chuàng)建動力總成的動力學(xué)模型；S23、根據(jù)所述動力學(xué)模型，計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷。較佳地，為了縮減后續(xù)步驟中對發(fā)動機動力學(xué)模型進行分析計算過程的計算量，在創(chuàng)建了動力總成的有限元模型之后，還可以對創(chuàng)建好的動力總成的有限元模型進行模態(tài)縮減計算。進行模態(tài)縮減計算時，可以使用多用途的有限元分析軟件(例如NASTRAN的模態(tài)求解器S0L103)對已創(chuàng)建完成的動力總成的有限元模型進行模態(tài)縮減計算，下面簡單說明使用NASTRAN進行模態(tài)縮減的步驟:1、創(chuàng)建有限元網(wǎng)格模型并保存為bdf格式的模型文件。將前述動力總成的四面體有限元模型，直接保存為bdf格式模型文件即可。2、設(shè)定模型主自由當(dāng)前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種獲取發(fā)動機輻射噪聲的方法，其特征在于，包括：創(chuàng)建發(fā)動機的有限元模型；計算發(fā)動機曲軸主軸承載荷；將發(fā)動機曲軸主軸承載荷施加到發(fā)動機的有限元模型上，計算發(fā)動機殼體表面振動加速度；抽取所述發(fā)動機的有限元模型的表面，創(chuàng)建發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型，將所述發(fā)動機殼體表面振動加速度施加在所述發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型上；創(chuàng)建包含所述發(fā)動機邊界元網(wǎng)格模型的發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型，并根據(jù)所述發(fā)動機輻射噪聲分析計算模型計算發(fā)動機輻射噪聲。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉愛軍，曾憲棣，
申請(專利權(quán))人：北汽福田汽車股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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