汽车消声器模态分析
Hypermesh计算消声器模态
运用Hypermesh计算消声器模态1 概述目前许多CAE分析都采用HyperMesh进行网格划分，后期计算采用其它如Nastran，Ansys等分析软件，在多个软件之间的接口，需要设置不同的控制卡片，对于CAE分析来讲比较烦琐，过多的文件转换也容易造成信息遗漏。
HyperWorks自带的求解器RADIOSS和后处理软件HyperView可以很好的解决这个问题。
整个分析过程在同一个操作界面中可以实现。
模态分析是汽车零部件常见的分析工况，本文通过对汽车消声器的计算实例，说明HyperWorks在模态计算方面的应用。
2 消声器结构分析消声器是汽车上重要的降噪部件。
目前消声气多注重声学方面的研究，针对其振动形式研究较少，缺少量化标准。
对消声器支架以及消声器安装设计来讲，消声器的振动研究是必要的。
本文通过对消声器进行数字化建模，计算其振动模态，并模拟在特定激励下消声器的响应，获取消声器的动力学参数。
2.1 消声器概况利用CATIA V5R19软件中的钣金模块建立模型。
消生器内部采用焊接的方式连接。
中间的消声层采用高温耐热材料，将排气的声能转化为热能。
为提高计算效率，对模型的一些细节进行了简化。
去除焊接部位及边缘的折棱，取消外部的隔热板以及安装的支架。
模型如图1所示。
图1 几何模型2.2 网格的前处理对将Catia装配模型导入HyperMesh10.0进行网格划分。
消声器大部分是薄壁件，用Shell单元对消声器薄板进行划分。
导入HyperMesh的零件模型为面元素，进行相应的几何清理，利用HyperMesh里面的midsuface面板进行中面抽取操作。
对于体的部分也进行了抽取中面的操作。
分别在各个面上划分网格，为了控制网格的数量，进排气管上，以及共振腔壁面上的圆孔用小方孔近似替代见图2，内部的薄板是焊接在外层蒙皮上的，直接合并结点，将其连接为一体见图3。
图2 小孔的处理图3 焊接部分的处理共划分四边形单元74566个，三角形单元1088个。
汽车排气消声器性能分析及改进
汽车排气消声器性能分析及改进
汽车排气消声器是汽车排气系统中的重要组成部分，主要负责减少排气管内的高频噪音和水平震动，提升汽车的行驶舒适性。
本文将对汽车排气消声器的性能进行分析，并提出改进的建议。
首先，我们需要了解汽车排气消声器的工作原理。
汽车排气消声器一般由进气管、管壳、排气管、变径管、吸音材料和耗散材料等组成。
当高温高压的废气进入消声器时，它会冷却并经过变径管，由于其内径发生变化，废气产生多次反射。
在消声器的管壳内，安装了吸音材料和耗散材料，吸音材料主要通过几何结构和孔隙形状等改变振动的频率，阻碍声波传播；耗散材料则通过摩擦和加速振动来将振动能转化为热能。
这样，噪音通过吸音和耗散，在排气系统中被分散，从而减少排气管内的噪声。
然而，现有的汽车排气消声器仍然存在着一些问题。
首先，吸音材料和耗散材料的材质和结构需要进一步优化和改进，以提高其噪声吸收和振动耗散能力。
其次，现有的消声器缺乏适当的尾流处理，尾流涡旋的产生会引起排气管内的振动和噪声。
因此，在设计消声器时，需要考虑如何通过增加消声器的长度、直径和尾流处理等手段来减少尾流。
为了解决这些问题，我们可以采用以下改进措施。
首先，可以从材料和结构入手，选择更好的吸音材料和耗散材料，通过改变吸音材料和耗散材料的孔隙结构和厚度等参数，优化消声器的吸振和耗散能力。
其次，可以采用流量分离技术，在进气前将废气分流，部分废气绕过消声器直接排出，减少消声器的负荷，提高噪声减幅。
最后，可以在消声器内部设计增加一些导流板和环形翼片，通过引导气流的方向和强度，减少尾流涡旋的产生，并降低排气管内的振动和噪音。
汽车排气消声器性能分析及改进
汽车排气消声器性能分析及改进汽车排气消声器是汽车排气系统中非常重要的组成部分，其主要功能是减少汽车排气过程中产生的噪音和振动。
由于汽车排气消声器内部结构复杂，易受到磨损和腐蚀等因素的影响，其性能会随着使用时间的增长而逐渐下降。
对汽车排气消声器的性能进行分析和改进是非常必要的。
对汽车排气消声器进行性能分析。
汽车排气消声器的主要性能参数包括消声效果、阻力损失和耐久性等。
消声效果是衡量汽车排气消声器性能的重要指标，其通常以噪声水平的减少程度来评价。
阻力损失是指汽车排气通过消声器后增加的阻力，该指标会影响汽车的排气效率和燃油消耗。
耐久性则是指汽车排气消声器在长期使用过程中的可靠性和寿命。
在分析汽车排气消声器性能的基础上，可以针对其存在的问题进行改进。
在设计上可以采用优化的内部结构和材料，以提高消声效果。
可以增加消声器内壁的吸音材料，加大消声腔体积，改善排气流动路径等。
可以对排气消声器的进出口设计进行优化，以降低阻力损失。
通过合理设计进出口的形状和尺寸，减小排气气流的阻力。
在材料选择上，可以考虑使用耐高温、耐腐蚀的材料，以提高排气消声器的耐久性。
除了以上改进方法，还可以利用先进的技术手段来提高汽车排气消声器的性能。
可以采用声学模拟软件对排气消声器进行仿真分析，以优化内部结构设计。
可以采用计算流体力学方法对排气气流进行模拟，以改善排气消声器的进出口设计。
还可以利用噪声信号处理技术，如降噪算法等，进一步提高消声效果。
对汽车排气消声器的性能进行分析和改进是非常必要的。
通过优化消声器的结构设计、材料选择和使用先进技术手段，可以显著提高汽车排气消声器的性能，减少噪音和振动，提高排气效率，延长使用寿命。
汽车排气消声器性能分析及改进
汽车排气消声器性能分析及改进汽车排气消声器是汽车发动机排放废气时产生的噪音的最终控制装置。
排气消声器在减轻车辆噪声方面有着重要的作用，它能够降低噪声及排放废气的污染，具有重要的实用意义。
本文主要从汽车排气消声器的性能分析以及改进两个方面阐述。
1、噪声透射损失分析噪声透射损失是指汽车排放废气的声波在消声器内发生反射、散射和吸收等现象，而在排气消声器中消失的能量损失。
该损失是影响消声器性能的重要指标。
因此，消声器的主要任务就是尽可能地减少噪声透射损失。
2、对流损失分析对流损失是指废气在消声器内通过出口的过程中，由于排气流量的不稳定或排气温度的变化等因素造成的能量损失。
对流损失主要表现为声波的衰减，同时也会增加消声器内部的反射声。
排气消声器的压力损失是在限制废气流动的同时产生的。
消声器内的任何障碍物或反应器都会产生压力损失，尤其是在减小噪声的同时要考虑压力损失的控制。
改进汽车排气消声器从以下几个方面进行：1、材料的改进传统的消声器用铁壳，并包含玻璃棉等吸声材料，虽然效果不错，但会增加消声器的重量。
新型汽车排气消声器采用光合成材料，这种材料在高温环境下依然具有较好的隔音性能。
2、结构的改进结构的改进是通过优化消声器内部的管道设计，使气体流动顺畅，减少了对消声器内部声音的反射和散射。
同时，结构设计也有利于减轻噪音的透射损失，提高消声效果。
3、方法的改进现代汽车排气消声器还通过改进装置和使用新型吸音材料等，使消声器在噪声控制方面达到了更好的效果。
例如增加中间储存室、改变放气隔板开孔位置等方法。
综上所述，汽车排气消声器的性能分析和改进是汽车噪声控制的重要途径。
科技的不断进步将为汽车排气消声器的设计提供更广阔的发展空间，从而为推动汽车行业的进步发展做出重要贡献。
comsol消声器特征模态
消声器中的本征模式
本案例采用压力声学边界模式分析方法计算了吸收式消声器膨胀室在声传播过程中的二维特征模态。
介绍
在本示例中，您将计算汽车消声器腔室中的传播模式。
几何形状是吸收消音器示例中的腔室的横截面。
该模型的目的是研究传播模式的形状，并找到它们的截止频率。
如在吸收消声器示例的文档中所讨论的，一些模式显着影响消声器在高于其截止频率的阻尼。
在此模型中，您将学习截止频率高达1500 Hz的模式。
模型定义
消声器室具有跑道形横截面，如图1所示。
在该模型中，室被认为是中空的并且具有在大气压力下的空气。
图1：模型几何。
通过腔室的横截面的波数和模态形状被发现为声压p的特征值问题的解：
其中ρ0是密度，c是声速，κz是平面外波数，ω=2πf是角频率。
对于给定的角频率，只有κz2为正的模式可以传播。
每个模式的截止频率计算为
结果与讨论
该模型找到五种传播模式，其特征在下表中汇总。
对于具有通向腔室的中心管的消声器，当频率高于1239Hz时，关于x轴和y轴对称的第一模式正在传播。
图2示出了这种模式，其对于无限长的室发生在1239Hz。
图2：腔室的第一个完全对称传播模式。
该图显示了压力的绝对值。
汽车排气消声器性能分析及改进
汽车排气消声器性能分析及改进汽车排气消声器是车辆部件中的重要一环，其主要职责是通过减少排气管中的噪声来降低车辆的总噪声水平。
然而，由于内燃机的工作原理，排气噪声是不可避免的，因此消声器的设计和性能显得尤为重要，它的质量可以大大影响整个车辆的噪声水平和驾驶员舒适度。
本文将从理论分析和改进角度探讨汽车排气消声器的性能。
一、消声器工作原理汽车排气消声器的主要工作原理是利用反射、吸声和消能等方法降低排气管中的噪声。
消声器中设有气室，气室内部有诸如屏障板、孔隙管等噪声吸收材料。
当排气气流通过消声器时，由于气室内的屏障板和孔隙管等声音吸收材料的存在，气流因此得到噪声的减弱。
由于屏障板、孔隙管等材料在垂直于它们表面的方向上有一定的声障作用，从而反射和混响噪声波，使其形成相消干涉，进而消声。
二、消声器的设计参数汽车排气消声器的设计需要考虑如下参数：气室长度、气室截面积、尾管直径、屏障板厚度、屏障板孔径和孔隙管密度等。
这些参数的取值将决定消声器的性能和噪声减弱效果。
如何设计这些参数以获得最优的消音效果是消声器研究的一个重要问题。
三、消声器的性能分析消声器性能可以通过模拟和实验等方法进行分析和评估。
模拟方法主要依靠计算机模拟软件，如ANSYS、b等。
模拟方法可以模拟气体流动和声波传播等物理现象，以获得消声器的声学特性。
实验方法主要采用声学试验仪器和工具，如声谱仪、信号发生器等。
实验方法可以直接测量噪声水平和消声器的消音效果。
四、消声器的改进为了获得更好的消音效果，消声器可以从以下几个方面进行改进。
1. 减少气室缩径设计：单一气室缩径方式的消声器传声系统具有较好的消音效果。
通过对管道进行缩径、扩管等设计，可以使排气通过局部压缩而达到消声的效果。
2. 采用阻性材料吸声：阻性材料吸声机理是靠材料的阻度和摩擦力将声能转化成热能而达到消声的效果。
喇叭形状的波纹管是一种有效的阻性材料吸声结构。
3. 采用共振器结构：共振器吸声机理主要是利用共振器在特定频率上共振的材料，将通过它的声波大量吸收。
机动车辆消声器的预测模型与仿真技术
机动车辆消声器的预测模型与仿真技术引言：随着全球机动车辆数量的不断增长，人们对于车辆噪声问题的关注度也越来越高。
机动车辆消声器的设计和优化成为缓解车辆噪声问题的重要途径。
本文旨在介绍机动车辆消声器的预测模型与仿真技术，以帮助工程师设计更有效的消声器，减轻车辆噪音对环境和人们健康的影响。
一、机动车辆消声器的作用与重要性机动车辆消声器的主要作用是减少排气系统产生的噪音，以提高行驶过程中乘坐舒适度，并保护环境和生态系统的健康。
车辆噪声问题不仅影响驾驶员和乘客的舒适性，还对周边居民、道路交通环境产生负面影响。
二、机动车辆消声器的工作原理机动车辆消声器基于声学原理工作，通过消除、吸收和反射声波来降低噪音水平。
其结构一般由进气管、喉管、消声室和排气管等部分组成。
进气管和喉管旨在改变主要频段声波的传播路径，从而减少噪音发生；消声室内填充吸声材料，通过声波的吸收而减低噪音；排气管则用以引导噪音还原到环境中。
三、机动车辆消声器的声学特性建模为了设计和优化机动车辆消声器，需要了解其声学特性，并建立相应的预测模型。
常用的声学特性包括传声因子、传声衰减和声音频谱分析等。
传声因子反映了消声器在不同频率下的声波抑制能力，传声衰减则衡量了消声器对噪音的阻隔效果，声音频谱分析则用于了解噪音的频率组成。
四、机动车辆消声器预测模型的建立方法1. 实验方法：通过在实际车辆上安装消声器，并进行声学测试，收集相关数据进行分析和处理。
实验方法的优点是直接观测和测量真实噪声情况，但过程繁琐，成本高。
2. 数值模拟方法：使用计算机软件（如有限元分析软件）对消声器进行建模和仿真。
该方法可以在虚拟环境中快速预测消声器的声学性能，成本低，效率高。
五、机动车辆消声器仿真技术的研究进展1. 有限元方法：有限元方法是目前应用最广泛的机械系统仿真技术之一。
通过将消声器的几何模型离散化成单元网格，在每个单元内建立声学模型和材料参数，进行声学计算，并分析声场分布和声学特性。
基于模态分析的整车加速轰鸣噪声研究与优化
基于模态分析的整车加速轰鸣噪声研究与优
化
近年来，随着汽车技术的不断发展，车辆加速轰鸣噪声的影响越
来越突出。
为了减轻由车辆加速轰鸣噪声给司机和乘客造成的不良影响，有必要对噪声进行研究和优化。
在车辆加速轰鸣噪声研究方面，模态分析十分有用。
模态分析是
一种分析和研究自由振动的测试方法，能够准确地分析和识别噪声来源。
此外，它还可以帮助研究人员准确地定位噪声中心，从而根据来
源有效地抑制噪声。
在车辆加速轰鸣噪声优化方面，可以根据模态分析的结果对车辆
进行调整和改造，以获得理想的轰鸣噪声。
主要包括调整发动机压缩比，优化发动机振动结构，进行结构改造，增加吸收隔音材料等方面。
这些方法都可以改善车辆加速轰鸣噪声，减少对司机和乘客的影响。
总之，模态分析是车辆加速轰鸣噪声的关键技术，在研究和优化
车辆加速轰鸣噪声方面十分有用。
它能够准确识别噪声来源，帮助研
究人员有效地抑制噪声，提高车辆加速轰鸣噪声的质量。
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张志红 2012-07-20
1
机械振动的破坏作用
（1）1940年美国的塔科马吊桥在中速风载作用 下，因桥身发生扭振和上下振动造成坍塌 事故。
（2）1972年日本海南的一台66x104kw汽轮发 电机组，在试车过程中发生异常振动而全机毁 坏。 (3)步兵在操练时不能正步走过桥梁，以免发生 共振，导致桥坍塌。
输出f(t)
[M ]{x(t)}[C]{x(t)}[k]{x(t)} { f (t)} 上式经傅里叶变换得：
jw2[M ]{x(w)} jw[C]{X (w)} [K ]X{w}] {F (w)} 令传递矩阵： [H (w)] (w2[M ] jw[C] [K ])1
式1-1
式1-2 式1-3
43、模态分析的分类 Nhomakorabea模态分析
计算模态分析 实验模态分析
这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模态分析； 如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，
称为试验模态分析。
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3.1 ansys模态分的主要步骤：
6
3.2 实验模态的方法
实验模态的方法： （1）锤击模态 （2）自激模态 （3）激励模态
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4.3 模态分析的好处
使结构设计避免共振或以特定频率进行振动 （例如扬声器）；
使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力 载荷是如何响应的；
有助于在其它动力分析中估算求解控制参数 （如时间步长）。
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一般结构系统可以离散为具 有N个自由度的线弹性系统， 其运动微分方程为：
输入x（t） 系统
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8
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4 模态分析有什么用处？ 模态分析所的最终目标在是识别出系统的模态
参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障 诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供 依据。
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4.1 模态参数 模态参数
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固有频率 主振型
阻尼
4.2 模态分析技术的应用可归结为以下几个方面：
(1) 评价现有结构系统的动态特性。 (2) 在新产品设计中进行结构动态特性的预估 和优化设计。 (3) 诊断及预报结构系统的故障。 (4) 控制结构的辐射噪声。 ( 5) 识别结构系统的载荷。
则式1-2可简化为： {X (w)} {H (w)}{F(w)}
式1-4
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第7阶模态：14hz
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第7阶模态：14hz
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第10阶模态：22hz
18
第10阶模态：22hz
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1 模态分析的概念
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法， 是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模 态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具 有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些 模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一 个计算或试验分析过程称为模态分析。
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2 模态分析的经典定义：
将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标 变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以 模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求 出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模 态矩阵，其每列为模态振型。