发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质制造方法及图纸

本公开涉及一种发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质。该方法包括：建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统；通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据；采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。本公开通过采用发动机噪声试验台架测试结合发动机关联系统混合仿真模型，实现了发动机本体声源载荷、进排气系统声源载荷的精确模拟与提取。排气系统声源载荷的精确模拟与提取。排气系统声源载荷的精确模拟与提取。

【技术实现步骤摘要】
发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质


[0001]本公开涉及工程机械噪声分析
，特别涉及一种发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质。

技术介绍

[0002]载荷辨识是求解系统所受外加载荷的过程，也是建立在对载荷作用下的系统响应信息进行实测、加之确定系统结构自身属性的基础上展开的相关研究。发动机是工程机械产品的主要动力来源，也是主要振动与噪声源，其噪声由发动机表面辐射噪声、进排气噪声等成分组成。
[0003]由于发动机结构复杂，材料物理参数的不确定性、边界条件的近似处理、以及缺乏阻尼参数等原因，相关技术根据设计图纸建立准确反映发动机关系联系声源载荷的模型难度较大。

技术实现思路

[0004]专利技术人通过研究发现：相关技术对发动机噪声声源载荷的模拟，采用多体动力学结合有限元获取发动机激励力，相关技术的方案只能获取发动机激励的理论解，无法考虑发动机多个附件耦合作用引起的激励力的变化。
[0005]鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质，采用发动机噪声试验台架测试结合发动机混合仿真模型，实现了发动机本体声源载荷、进排气系统声源载荷的精确模拟与提取。
[0006]根据本公开的一个方面，提供一种发动机声源载荷辨识方法，包括：
[0007]建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统；
[0008]通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据；
[0009]采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。
[0010]在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还包括：
[0011]对多种工况下的声源载荷进行提取及辨识。
[0012]在本公开的一些实施例中，所述采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷包括：
[0013]采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷；
[0014]采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷；
[0015]采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷。
[0016]在本公开的一些实施例中，所述采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷包括：
[0017]建立发动机本体声学网格到发动机噪声试验台架中一米声压级传感器第一至第
九测点之间声学传递矢量；
[0018]以发动机噪声试验台架测试获取的测点的声压响应结果，反求出发动机本体表面振速，获取得到发动机本体声源载荷信息。
[0019]在本公开的一些实施例中，所述采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷包括：
[0020]建立进气管口中心位置到发动机噪声试验台架中进气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；
[0021]以发动机噪声试验台架测试获取的进气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出进气管口体积加速度，获取得到进气系统声源载荷信息。
[0022]在本公开的一些实施例中，所述采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷包括：
[0023]建立排气管口中心位置到发动机噪声试验台架中排气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；
[0024]以发动机噪声试验台架测试获取的排气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出排气管口体积加速度，获取得到排气系统声源载荷信息。
[0025]在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还包括下述步骤中的至少一个步骤：
[0026]对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证；
[0027]对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证；
[0028]对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证。
[0029]在本公开的一些实施例中，所述对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的发动机本体表面振速作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0030]在本公开的一些实施例中，所述对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的进气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0031]在本公开的一些实施例中，所述对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的排气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0032]在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括下述步骤中的至少一个步骤：
[0033]对发动机本体、进排气系统数字样机进行几何模型清理；
[0034]进行发动机部件划分与子系统划分，根据仿真分析目的需要，确定计算频率范围。
[0035]在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括：采用有限元方法建立发动机关联系统第一频段噪声仿真模型；采用边界元方法建立发动机关联系统第二频段噪声仿真模型，采用统计能量方法建立发动机关联系统第三频段噪声仿真模型，其中，第三频段内噪声的频率高于第二频段内噪声的频率，第二频段内噪声的频率高于第一频段内噪声的频率。
[0036]在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括：采用有
限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用有限元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型，其中，第四频段为第一频段和第二频段的和，第五频段为第二频段和第三频段的和。
[0037]在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括：采用有限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用边界元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型。
[0038]在本公开的一些实施例中，所述第一频段噪声的频率范围为：小于200Hz。
[0039]在本公开的一些实施例中，所述第二频段噪声的频率范围为：200至500Hz。
[0040]在本公开的一些实施例中，所述第三频段噪声的频率范围为：大于500Hz。
[0041]在本公开的一些实施例中，所述第四频段噪声范围为：小于等于500Hz。
[0042]在本公开的一些实施例中，所述第五频段噪声范围为：大于200Hz。
[0043]在本公开的一些实施例中，所述通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据包括下述步骤中的至少一个步骤：
[0044]布置发动机声源测试传感器；
[0045]获取发动机本体声源载荷的测试值；
[0046]获取发动机进、排气系统声源载荷的测试值。
[0047]在本公开的一些实施例中，所述布置发动机声源测试传感器包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机声源载荷辨识方法，包括：建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统；通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据；采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。2.根据权利要求1所述的发动机声源载荷辨识方法，还包括：对多种工况下的声源载荷进行提取及辨识。3.根据权利要求1或2所述的发动机声源载荷辨识方法，其中，所述采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷包括：采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷；采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷；采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷。4.根据权利要求3所述的发动机声源载荷辨识方法，其中，所述采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷包括：基于发动机关联系统混合仿真模型，建立发动机本体声学网格到发动机噪声试验台架中一米声压级传感器第一至第九测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的测点的声压响应结果，反求出发动机本体表面振速，获取得到发动机本体声源载荷信息。5.根据权利要求3所述的发动机声源载荷辨识方法，其中，所述采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷包括：基于发动机关联系统混合仿真模型，建立进气管口中心位置到发动机噪声试验台架中进气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的进气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出进气管口体积加速度，获取得到进气系统声源载荷信息。6.根据权利要求3所述的发动机声源载荷辨识方法，其中，所述采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷包括：基于发动机关联系统混合仿真模型，建立排气管口中心位置到发动机噪声试验台架中排气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的排气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出排气管口体积加速度，获取得到排气系统声源载荷信息。7.根据权利要求1或2所述的发动机声源载荷辨识方法，还包括下述步骤中的至少一个步骤：对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证；对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证；对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证。8.根据权利要求7所述的发动机声源载荷辨识方法，其中：所述对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的发动机本体表面振速作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应
结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比；和/或，所述对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的进气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比；和/或，所述对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的排气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。9.根据权利要求1或2所述的发动机声源载荷辨识方法，其中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括下述步骤中的至少一个步骤：采用有限元方法建立发动机关联系统第一频段噪声仿真模型；采用边界元方法建立发动机关联系统第二频段噪声仿真模型，采用统计能量方法建立发动机关联系统第三频段噪声仿真模型，其中，第三频段内噪声的频率高于第二频段内噪声的频率，第二频段内噪声的频率高于第一频段内噪声的频率；和/或，采用有限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用有限元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型，其中，第四频段为第一频段和第二频段的和，第五频段为第二频段和第三频段的和；和/或，采用有限元方法结合边界元方法建立发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，庄超，苏俊收，刘硕，
申请(专利权)人：徐州徐工基础工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：