飼草揉碎機是我國自行研制的一種飼草加工設備,目前,飼草揉碎機工作時主要存在振動噪聲較大的問題。研究表明飼草揉碎機噪聲高達100-110d B(A)左右,超出了揉碎機噪聲90d B(A)的國家標準要求。不僅嚴重地影響揉碎機的使用壽命和工作性能,同時也產生了噪聲污染,危害了操作者的身心健康。為了有效地控制飼草揉碎機的噪聲,對其外殼振動輻射噪聲進行準確預測與優(yōu)化就顯的尤為重要。為了在設計階段就能準確預測飼草揉碎機外殼振動輻射噪聲并進行結構聲優(yōu)化設計,首先基于計算流體力學CFD與離散元DEM耦合方法模擬了飼草揉碎機內部的散碎物料-氣流耦合非定常流場,獲得了實際工況下揉碎機氣固非定常流場的基本特征及外殼壁面所受氣流與物料脈動圧力載荷。其次,利用有限元方法對揉碎機外殼進行模態(tài)分析,并加載氣-固耦合流場脈動壓力對外殼進行諧響應分析,得到揉碎機外殼在不同頻率載荷作用下的振動響應。第三,將飼草揉碎機外殼振動響應作為聲學邊界條件,采用有限元與間接邊界元結合的聲固耦合法計算非定常流動引起的外殼振動輻射噪聲,采用聲壓法對外殼輻射噪聲進行試驗研究并對噪聲數(shù)值結果進行驗證。最后,利用已驗證的外殼振動輻射噪聲數(shù)值預...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景、目的及意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 揉碎機性能及內流場研究現(xiàn)狀
        1.3.2 振動噪聲研究現(xiàn)狀
        1.3.3 離散元研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內容概述
第二章 揉碎機內散碎物料-氣流耦合流場數(shù)值模擬與分析
    2.1 基于CFD的流場計算理論基礎
        2.1.1 流體動力學基本方程
        2.1.2 流場數(shù)值計算湍流模型
        2.1.3 多相流模型
    2.2 計算流體力學CFD與離散元DEM耦合方法
        2.2.1 離散元法
        2.2.2 耦合方法
        2.2.3 耦合流程
    2.3 飼草揉碎機模型建立及流場網格劃分
        2.3.1 飼草揉碎機模型建立
        2.3.2 幾何清理
        2.3.3 流場網格劃分
        2.3.4 網格質量檢查及輸出
    2.4 穩(wěn)態(tài)氣流流場數(shù)值模擬與分析
        2.4.1 空載穩(wěn)態(tài)氣流流場數(shù)值模擬
        2.4.2 數(shù)值模擬結果與分析
    2.5 非穩(wěn)態(tài)散碎物料-氣流兩相流場數(shù)值模擬與分析
        2.5.1 非穩(wěn)態(tài)流場數(shù)值模擬設置
        2.5.2 基于離散元的物料運動模擬設置
        2.5.3 CFD-DEM耦合求解設置
        2.5.4 散碎物料-氣流耦合流場數(shù)值模擬結果與分析
        2.5.5 散碎物料-氣流耦合流場壓力數(shù)據獲取及分析
    2.6 本章小結
第三章 飼草揉碎機外殼模態(tài)及諧響應分析
    3.1 模態(tài)分析
        3.1.1 模態(tài)分析理論基礎
        3.1.2 外殼自由模態(tài)分析
    3.2 諧響應分析
        3.2.1 諧響應分析理論基礎
        3.2.2 外殼諧響應分析
    3.3 本章小結
第四章 外殼振動輻射噪聲仿真分析與試驗研究
    4.1 聲輻射理論基礎
        4.1.1 聲學基礎概念
        4.1.2 聲學波動方程
    4.2 聲學邊界元理論
        4.2.1 聲學邊界元法
        4.2.2 基于有限元-邊界元法的聲固耦合
        4.2.3 LMS Virtual.Lab軟件簡介
    4.3 基于LMS的飼草揉碎機外殼振動噪聲數(shù)值預測與分析
        4.3.1 聲學邊界元網格劃分
        4.3.2 網格模型導入
        4.3.3 數(shù)據映射轉移
        4.3.4 定義流體屬性和場點網格
        4.3.5 外殼振動噪聲計算結果與分析
    4.4 飼草揉碎機外殼振動噪聲試驗研究
        4.4.1 試驗準備及試驗方法
        4.4.2 振動噪聲試驗結果與分析
        4.4.3 試驗與仿真結果對比分析
    4.5 本章小結
第五章 外殼振動輻射噪聲優(yōu)化設計
    5.1 振動輻射噪聲的優(yōu)化流程及平臺
    5.2 揉碎機振動輻射噪聲多目標優(yōu)化數(shù)學模型
        5.2.1 多目標優(yōu)化數(shù)學模型與求解
        5.2.2 飼草揉碎機外殼振動噪聲多目標優(yōu)化模型
    5.3 樣本數(shù)據空間的生成
    5.4 近似映射模型的建立
    5.5 基于多目標遺傳算法的優(yōu)化求解
    5.6 基于降低轉速的振動噪聲優(yōu)化
    5.7 本章小結
結論與展望
    結論
    展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及研究成果
個人簡歷



本文編號：3824726