【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械噪声仿真计算，尤其涉及一种工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法。
技术介绍
1、随着研发和制造水平的不断提高，工程机械的各方面性能均得到了显著的提升，乘坐(驾驶)舒适性已越来越引起人们的关注，驾驶舱内的噪声作为影响乘坐(驾驶)舒适性最重要的指标之一，超标的噪声不仅会引起驾驶员的烦恼和降低工作效率，长期暴露在噪声超标的环境中还会损害驾驶员的身心健康。因此，如何在满足动力性、经济性、轻量化和低成本等要求的同时降低驾驶舱内的噪声已成为工程机械制造商普遍关心和亟待解决的问题。如果能在设计初期对驾驶舱内的噪声水平进行准确评估将有利于平衡机械的各项性能，提前采取对应的优化措施，从而避免后期量产制造阶段的设计变更，有利于缩短开发周期和降低开发成本。
2、目前关于工程机械驾驶舱内噪声的计算方法主要有有限元法和统计能量法两种。其中有限元法是运用计算流体力学(cfd)与声学有限元(fem)相结合的方法，首先通过计算流体力学(cfd)软件计算驾驶员侧窗玻璃的力学响应，得到侧窗玻璃压力信号，并以此作为噪声激励源，接着再通过基于模态的声振耦合响应分析计算驾驶舱内的声压级大小。统计能量法则是首先利用湍流模型计算车外的非定常流场，并提取车身表面的脉动压力；然后基于统计能量分析理论建立车内中高频噪声分析模型，确定模型中各个子系统的参数，最后计算由车外脉动压力诱发产生的车内气动噪声。对于以上两种计算方法，有限元法主要适用于中低频段的噪声计算，统计能量法则适用于中高频段的噪声。
3、有限元法只能计算中低频噪声，这是因为有限元法
4、统计能量法是利用能量的观点，通过功率流平衡方程解决复杂系统的高频动力学问题，通过空间和频带平均，得到统计学意义上的动力学响应。统计能量法应用的前提是结构具有足够高的模态密度，因此统计能量法只适用于对高频噪声进行计算，而不适用于计算低频噪声。
5、本专利技术主要针对有限元法只能计算低频噪声、统计能量法只能计算高频噪声的问题，提出了一种可以同时计算低频和高频噪声、并能同时考虑振动激励、驾驶舱外声源以及驾驶舱内声源激励的噪声计算方法，实现对工程机械驾驶舱内噪声的准确计算。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
2、本专利技术实施例提供了一种工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，用于准确计算振动激励和驾驶舱外声源激励下工程机械驾驶舱内的低频和高频噪声，其改进之处在于，包括：
3、(1)获取在额定工况运行时驾驶舱安装点受到的激励力；
4、(2)获取在额定工况运行时驾驶舱外表面的压力脉动；
5、(3)获取在额定工况运行时附件设备的噪声；
6、(4)建立驾驶舱声学仿真计算模型；
7、(5)仿真计算驾驶舱各块板件的隔声量；
8、(6)仿真计算工程机械在额定工况运行时驾驶舱内的低频和高频噪声。
9、优选的，所述步骤(1)包括
10、1.1将力传感器固定在驾驶舱各安装点位置上，启动工程机械，使其在额定工况稳定运行10分钟；
11、1.2测量工程机械在额定工况运行时驾驶舱各安装点受到的激励力的时域信号，时域信号的采样间隔应根据香农采样定理并结合所需要分析的最高频率设置；
12、1.3将步骤1.2得到的激励力时域信号变换到频域，得到驾驶舱各安装点受到的激励力频谱。
13、优选的，所述步骤(2)包括
14、2.1导入发动机结构有限元网格文件，基于发动机结构有限元网格生成发动机的声学网格模型；
15、2.2建立形状与驾驶舱外表面完全一致的声学场点模型；
16、2.3将额定工况运行时发动机表面的振动加速度信号通过网格映射的方式转移到步骤2.1建立的声学网格模型上，在仿真计算工程机械在当前工况下，发动机辐射噪声经过空气传递到驾驶舱外表面引起的驾驶舱外表面的非定常压力脉动。
17、优选的，所述步骤(3)包括
18、3.1将声学传感器布置在附件设备旁；
19、3.2测量工程机械在额定工况运行时附件设备的噪声，声学传感器的时域信号采样间隔，根据香农采样定理并结合所需分析的最高频率来设置。
20、优选的，所述步骤(4)包括
21、4.1导入工程机械驾驶舱有限元模型，并对模型进行简化和清理，去除焊接单元并进行网格节点耦合，得到驾驶舱结构子系统；
22、4.2对步骤4.1得到的驾驶舱结构子系统模型的孔洞进行密封，建立驾驶舱的声腔包络面；
23、4.3基于步骤4.2得到的驾驶舱声腔包络面，建立驾驶舱外声腔子系统和驾驶舱内声腔子系统，并将驾驶舱内声腔划分为12个子声腔；
24、4.4建立结构子系统之间的线连接，结构子系统与各声腔子系统之间的面连接以及各子声腔之间的面连接；
25、4.5借助步骤4.4建立的线连接和面连接将驾驶舱外声腔子系统、驾驶舱结构子系统、驾驶舱内声腔子系统相互耦合起来，形成包含驾驶舱外声腔子系统、驾驶舱结构子系统、驾驶舱内声腔子系统以及子系统之间连接四部分的驾驶舱声学模型。
26、优选的，所述步骤(5)包括
27、5.1对于0-1000hz的频段，采用有限元法计算驾驶舱各板件的隔声量，用半无限流场模拟全消声室，接收来自板件的透射功率；
28、5.2对于1000hz以上的频段，采用统计能量法计算驾驶室各板件的隔声量，仿真时在板件的前后设置两个声腔，分别模拟混响室和全消声室，声载荷激励加载于混响声腔；
29、5.3综合步骤5.1和步骤5.2的结果得到工程机械驾驶舱各板件在整个频段内的隔声量。
30、进一步的，所述步骤(6)包括
31、6.1采用有限元仿真计算驾驶舱结构以及驾驶舱内12个子声腔的系统模态密度、内损耗因子和耦合损耗因子；
32、6.2将步骤1.3得到的驾驶舱各安装点受到的激励力频谱加载到驾驶舱对应的安装点上，计算驾驶舱结构的振动响应；
33、6.3将步骤6.2得到的驾驶舱结构的振动响应，步骤2.3得到的发动机噪声通过空气传递引起的驾驶舱外表面的压力脉动、步骤3.2得到的附件设备的噪声，以及步骤5.3得到的驾驶舱各块板件的隔声量添加到步骤4.5建立的驾驶舱声学模型中，在模型中设置步骤6.1得到的系统模态密度、内损耗因子和耦合损耗因子，仿真计算工程机械在额定工况运行时驾驶舱内的噪声。
34、进一步的，所述步骤(1.2)包括分析驾驶舱内0-5000h本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(1)包括
3.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(2)包括
4.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(3)包括
5.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(4)包括
6.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(5)包括
7.根据权利要求1～6任一项所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(6)包括
8.根据权利要求2所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(1.2)包括分析驾驶舱内0-5000Hz的噪声，则根据香农采样定理，采样率为所需分析最高频率的2倍，即采样率fs至少为5000×2＝10000Hz，则时域采样间隔设置为△t＝1/fs＝1/10000＝0.0001s。<...
【技术特征摘要】
1.一种工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(1)包括
3.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(2)包括
4.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(3)包括
5.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(4)包括
6.根据权利要求1所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(5)包括
7.根据权利要求1～6任一项所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(6)包括
8.根据权利要求2所述的工程机械驾驶舱内噪声仿真计算方法，其特征在于，所述步骤(1.2)包括分析驾驶舱内0-5000hz的噪声，则根...
【专利技术属性】
技术研发人员：薄其波，胡伟，徐培亮，李璟珂，孙洪振，刘超，陈娟，刘宇，于媛媛，王娜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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