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减振降噪研究的发展历程及现状

2017-06-16 13:14:28来源: 作者:xdnet

    与节能、再制造、混合动力和不断更新的排放标准相比,减振降噪似乎算不上行业热衷的词汇。在我国工程机械领域,关于振动与噪声问题的研究历程与进展也不像其他热门技术一样备受瞩目。然而, 减振降噪研究的技术含量和重要程度并不亚于其他任何一项研究。未来,随着我国工程机械国际化步伐的加快以及行业新标准的陆续出台,减振降噪研究必将得到越来越多的重视。

    在工程机械领域,振动与噪声息息相关,机械振动往往被看作是噪声的重要来源之一。在汽车等工业行业中,有关振动和噪声的研究往往也是同时进行的,国际通称“NHV”就由此而来。具体来讲,NHV是指Noise(噪声)、Harshness(声振粗糙度)和Vibration(振动),按其引申观点,汽车被看做一个由激励源(发动机、变速器等)、振动传递器(由悬挂系统和连接件组成)和噪声发射器(车身)组成的系统,这一系统模型成为其他机械设备尤其是工程机械振动与噪声研究的科学基础之一。

    工程机械中的振动不仅容易破坏工程机械结构的强度,引起结构噪声,还会恶化操作人员的工作环境,使人易疲劳、注意力减弱,容易出现误动作,引起技术事故。因此对工程机械进行振动分析,找出工程机械中振动的来源并提出相应的整改措施显得尤为重要。针对工程机械基本的振动源和传递途径,目前不少行之有效的减小和控制振动的方法已被掌握,大致可归为三大类:减小扰动——减小或消除振动源的激励,如改善内部平衡,改进和提高制造质量,对具有较大辐射表面的薄壁结构采取必要的阻尼措施等;防止共振——防止或减小设备、结构对振动的响应,如改变振动系统的固有频率,改变振动系统的扰动频率,装设辅助性的质量弹簧系统,增加阻尼以增加能量逸散,降低共振振幅等;采取隔振措施——减小或隔离振动的传递,涉及到对结构振动传递特性的分析和改进,使之对振动噪声具有明显的衰减作用,如采用质量阻尼减振器、 共振腔消声器等。

    随着人们对工程机械操作舒适性和平顺性的要求越来越高,纯橡胶块的结构已经不能满足要求。在此基础上,具有附加质量的橡胶隔振器和液压隔振器被开发出来。附加质量的橡胶隔振器是利用附加质量吸收发动机的振动,采用的是动力吸振器原理;液压隔振器则是利用液压阻尼来增加隔振器的阻尼。

    1962年,Richard Rasmussen获得了液压隔振器的专利,从此液压隔振器开始在汽车上得到广泛应用。实践表明,液压隔振器抗冲击能力强于橡胶隔振系统,能够大幅提高汽车的舒适性。 另外,液压隔振器的刚度比较容易调节。相比于橡胶隔振系统,液压隔振器具有良好的动特性,它能满足汽车不同的隔振降噪要求:在低频大振幅时有较大的阻尼,可有效衰减汽车的振动;在高频小振幅时又具有较低的动刚度,可以降低车内噪声。目前,汽车用液压隔振器的研究仍在不断深入,其结构趋向复杂,生产技术逐渐成熟,应用范围日益广泛,随着技术的完善和生产成本的进一步降低,液压隔振器在工程机械上的应用前景也值得期待。

    此外,关于工程机械减振还有一些前沿研究,包括将机械振动理论和控制理论结合,综合应用机械工程技术和计算机技术的主动减振系统等。相信随着我国工程机械行业的发展,这些前沿技术将得到更多的应用。

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