一种发动机塑料零部件低噪声设计方法

摘要

本发明涉及一种发动机塑料零部件低噪声设计方法，包括：建立注塑模型，其浇口位置在中间，纤维流动方向为从左向右，从而获得沿纤维方向和垂直纤维方向两个不同的测试样件；从不同方向对所建立的测试样件进行拉伸试验测试，分别获得纤维方向和垂直纤维方向的弹性模量。构建各向异性材料弹性本构方程；将塑料零部件的表面振动响应结果映射到声学包络网格中，进行声学边界元计算，获得塑料零部件的辐射噪声大小；根据辐射噪声结果分析噪声峰值频率，通过计算塑料零部件的约束模态，找出与峰值频率最接近的模态阶次，作为优化目标，改动结构来提高该模态阶次的模态频率，避开共振频率，降低辐射噪声。

主权项

一种发动机塑料零部件低噪声设计方法，包括下列步骤：(1)建立注塑模型，其浇口位置在中间，纤维流动方向为从左向右，从而获得沿纤维方向和垂直纤维方向两个不同的测试样件；从不同方向对所建立的测试样件进行拉伸试验测试，分别获得纤维方向和垂直纤维方向的弹性模量E₁和E₂。(2)根据纤维方向和垂直纤维方向的弹性模量E₁和E₂，泊松比μ₁₂和μ₂₃与各向同性取值相同，构建各向异性材料弹性本构方程,在有限元软件中进行各向异性材料属性的定义：${\left[C\right]}_m=\left[\begin{array}{cccccc}\frac{1}{E_1}& -\frac{{\mu }_{12}}{E_1}& -\frac{{\mu }_{12}}{E_1}& 0& 0& 0\\ -\frac{{\mu }_{12}}{E_1}& \frac{1}{E_2}& -\frac{{\mu }_{23}}{E_2}& 0& 0& 0\\ -\frac{{\mu }_{12}}{E_1}& -\frac{{\mu }_{23}}{E_2}& \frac{1}{E_2}& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& \frac{1}{G_{23}}& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& \frac{1}{G_{12}}& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& \frac{1}{G_{12}}\end{array}\right]$其中，刚度矩阵[D]_m中的常量通过计算柔度矩阵[C]_m的逆矩阵得出；(3)通过模流分析得到塑料零部件中纤维的流动方向以及最终的纤维取向，塑料零部件不同部位纤维取向不同，因此对塑料零部件不同部位通过定义局部坐标系的方式来定义纤维方向，结合上述各向异性材料属性实现纤维增强塑料零部件不同部位的材料定义。(4)通过在塑料零部件与发动机机体螺栓连接处贴振动加速度传感器，获得塑料零部件的振动激励，通过在塑料零部件螺栓孔处施加振动激励，来计算塑料零部件的振动响应结果；(5)将塑料零部件的表面振动响应结果映射到声学包络网格中，进行声学边界元计算，获得塑料零部件的辐射噪声大小；(6)根据辐射噪声结果分析噪声峰值频率，通过计算塑料零部件的约束模态，找出与峰值频率最接近的模态阶次，作为优化目标，改动结构来提高该模态阶次的模态频率，避开共振频率，降低辐射噪声。