不同参数对压缩机壳体噪声辐射的数值分析

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1、不同参数对压缩机壳体噪声辐射的数值分析孟晓宏金涛(浙江大学化工机械研究所杭州310027)摘要：压缩机的噪声辐射最终都是通过壳体的振动辐射出去，为了降低压缩机的噪声，并进一步优化壳体的声学特性，利用数值模拟方法，在合理简化模型的基础上，进行了壳体模态分析。然后，研究了不同的参数(泵体支撑方式，集中力作用方向，壳体形状、厚度和阻尼)对壳体噪声辐射的影响，给出了有效降低壳体噪声辐射的方法，其分析结果给压缩机壳体的设计与优化提供了重要的参考依据。关键字：压缩机壳体噪声辐射数值分析中图分类号：TB535NumericalAnalysi

2、sofcompressorshellnoiseradiationwithdifferentparametersMENGXiao-hongJINTao(InstituteofChemicalmechanical，ZHEJIANGuniversity,Hangzhou,310027)Abstract:Thecompressornoiseradiatedbyshellvibrationfinally,therefore,basedonthereasonablemodel,shell’smodeswereextractedusednu

3、mericalsimulationmethodfornoisereductionofcompressorandimprovementofshell’sacousticperformance.Then,anumberofeffectswerestudied,includingthesupportmethodbetweenshellandpump;thedirectionofconcentratedforce;theshapeandthicknessanddampofshell,andsomemethodswhichcanredu

4、cethenoiseradiationofshelleffectivelyweregiven.Theanalysisresultscanprovidethereferencesfordesignandoptimizationofcompressorshell.Keywords:Compressor，Shell，NoiseRadiation，NumericalAnalysis体的连接方式以及力的作用方向对壳体噪声辐射的0前言影响。冰箱压缩机的噪声是衡量压缩机品质的主要指1模态分析标之一，而压缩机主要是通过壳体的振动辐射噪声的，因

5、此研究壳体的振动特性以及噪声辐射具有较1.1有限元模型大的意义。本文主要分析不同壳体参数下的噪声辐射，因目前冰箱压缩机壳体降噪的方法主要采用试验此将压缩机的泵体简化为集中质量，以集中力的形研究的方法，且最常采用的降噪措施为增加壳体的式作用于壳体，仅建立压缩机壳体及机脚的模型，[1]厚度，归振华利用试验研究的方法研究了两种不几何模型和有限元网格模型如图1所示。边界条件同钢材和厚度壳体的隔声效果，但是增加厚度会显为约束壳体的刚体位移，载荷为压缩机泵体的重力。著增加产品成本且试验的方法具有一定盲目性。李[2]洪亮从圆柱壳振动理论入手

6、，将压缩机壳体简化为无限长圆柱壳，并利用形状系数进行修正，讨论了壳体不同参数对壳体噪声辐射的影响，但是对于复杂形状的压缩机壳体分析结果与实际偏差较大。因此，数值模拟对于分析复杂形状壳体振动特性是一种很有效的方法。本文以某往复式冰箱压缩机的壳体为研究对(a)几何模型(b)有限元模型象，基于有限元分析方法，采用ANSYS软件建立图1壳体的几何模型和网格模型壳体的有限元模型，SYSNOISE软件进行声学分析。1.2壳体模态分析提取了壳体的振动模态；然后在模态分析的基础上，分析了壳体的厚度，阻尼，形状，压缩机泵体与壳为分析壳体的噪声辐

7、射特性，首先提取了壳体的前10阶固有频率，见表1所示，图2为壳体的前8阶固有振型。可以看出，前四阶固有频率较低，仅受轴向力。反映的支座的刚度，从第五阶开始反映的是壳体本身的振动特性，其中第8阶模态为非对称模态。泵体泵体表1壳体前10阶固有频率阶次12345频率/Hz1994557148892458图3泵体两种连接方式示意图阶次678910频率/Hz25112640272228633091图4悬挂方式壳体受力示意图(a)第1阶模态(b)第2阶模态悬挂方式120支撑方式1008060/dB(A)wL40(c)第3阶模态(d)第4阶

8、模态200010002000300040005000f/Hz图5两种连接方式壳体的辐射声功率(e)第5阶模态(f)第6阶模态图5为两种连接方式下壳体的辐射声功率，从图可以看出，在2000Hz以下两种连接方式的声功率几乎一样，而在2000Hz-3000Hz和3500Hz-450