20.3. Сопоставление результатов численных исследований (мкэ)

и экспериментальных данных

При проведении автором численных исследований уровней звукового давления и эквивалентных уровней звука в кабине погрузчика исходные параметры были взяты из натурного эксперимента, что является наиболее точным способом исследования шума в кабине.

Полученные по результатам численных и экспериментальных исследований УЗД в третьоктавных полосах частот представлены в табл. 20.3.

Таблица 20.3

УЗД в расчетной точке кабины по результатам экспериментальных

и численных исследований

Третьоктавные полосы со среднегеометрическими частотами, Гц	УЗД по результатам исследований, дБ		Погрешность измерений, %
	экспериментальный метод	численный метод
25	99,6	100		0,40
31,5	95,8	98		2,29
40	90,7	95,2		4,96
50	86,8	84,3		2,88
63	93,2	91,9		1,39
80	83,6	87,8		5,02
100	84,8	84		0,94
125	85	87,3		2,70
160	86,2	84,1		2,43
200	78,7	79,9		1,52
250	72,7	70,2		3,43
315	71,3	73,3		2,8
400	73,2	75,2		2,73
500	74,7	76,4		2,27
630	74,9	70,2		6,27
800	73,8	72,5		1,76
1000	76	78,7		3,55
1250	77	79,1		2,72
Эквивалентный уровень шума, дБА	81,9	82,4		0,61

Результаты численных исследований показывают высокую эффективность МКЭ в решении задач по прогнозированию шума в кабине. Благодаря этому методу удалось расчетным путем подобрать противошумный комплекс, позволяющий снизить уровень шума в кабине на 4,3 дБА.

Анализ данных наглядно показывает, что результаты численных исследований отличаются от экспериментальных на 0,4…6,27 %. Наибольшие расхождения в треть-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 40 Гц (4,96 %), 630 Гц (6,27 %) и 1000 Гц (3,55 %).

Общий расчетный уровень звука (82,4 дБА) отличается от данных измерений в эксперименте (81,9 дБА) на 0,61 %, что является допустимым для исследования быстропеременных процессов.

Таким образом, экспериментальные исследования, проводимые на реальной машине, подтвердили достаточно высокую точность и эффективность численных исследований шума и вибрации в кабине колесного погрузчика.

20.4. Определение вклада воздушного и структурного шума

в общее звуковое поле кабины

С целью определения вклада структурного и воздушного шума в общее звуковое поле кабины колесного погрузчика были проведены численные исследования с использованием МКЭ, позволяющие получить картину виброакустических процессов, происходящих в данной технологической машине. Результаты исследований сведены в табл. 20.4. По результатам табл. 20.4 построена спектрограмма, представленная на рис. 20.7.

Таблица 20.4

Вклад структурной и воздушной составляющих

в общее звуковое поле кабины погрузчика и общий УЗД

Третьоктавные полосы частот, f ,Гц	УЗД от воздушного шума, дБ	УЗД от структурного шума, дБ	Суммарный УЗД, дБ
80	80	96,7	96,8
84	84	97,7	97,9
85	85	90,1	91,4
77	77	85,1	85,8
83	83	92,7	93,1
74,6	74,6	81,8	82,6
76,9	76,9	83,5	84,4
75,8	75,8	82,7	83,5
77,2	77,2	85	85,7
69,8	69,8	76,8	77,6
66,2	66,2	69,1	70,9
64	64	64	67
65,7	65,7	66	68,9
69,6	69,6	66,4	70,3
70,2	70,2	65,9	71,6
70,4	70,4	64,6	71,4
72,9	72,9	66	72,9
73	73	66,1	73,8
68,8	68,8	57,7	69,1
67,3	67,3	53	67,4
81,2	77,5	79,4	81,2

В ходе исследований установлено, что структурный шум преобладает в низкочастотном спектре; преобладание воздушного шума явно в диапазоне высоких частот, рис. 20.7.

f, Гц

Lv, дБ

Рис. 20.7. Вклад воздушного и структурного шума в общее звуковое поле кабины:

1 – структурный шум; 2 – воздушный шум

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой топологическая схема (топология) машины?

2. Чем отличаются типы конечных элементов?

3. Какие физико-геометрические характеристики конструкций требуется знать для введения их в базу данных для МКЭ?

4. Какими параметрами характеризуются конечные элементы упруго-вязких прокладок и воздушной среды?

5. Что позволяет выявить в расчетных точках векторная анимация?

6. На каких частотах преобладает структурный шум в кабине погрузчика?

7. На каких частотах преобладает воздушный шум в кабине погрузчика?