減振降噪的案例
減振降噪高分子阻尼材料技術說明
減振降噪高分子阻尼材料技術說明
作者： 出自：http://www.chinatech.com.cn
高分子阻尼材料主要是從低聚物出發，通過固化、共混、互穿網絡接枝、嵌段等方法，研制出多種阻尼材料。有膠片型、涂料型、泡沫型和壓敏型等，這些阻尼材料有的用于艦船柴油機減振降噪；有的用于艦艇導流罩阻尼，透聲涂層；還可用于汽車、飛機、機械的減振降噪處理。可根據需要，調節阻尼系數(tanδ)和使用溫度范圍。
1．膠片型采用普通橡膠板生產工藝，需硫化機、煉膠機，原料為各種橡膠，硫化劑，促進劑，填料等。
2．涂料和膠粘劑型主要是混料釜。 原料在市場上均可購到。
展開 壓縮機為什么會有振動噪聲？噴油螺桿、無油螺桿和離心機我們挨個分析
通過壓縮機的振動噪聲測試分析，結合理論研究，設計出一套定制化的減振降噪技術方案，使200kW機組法蘭面振動下降到10m/s^2以內，改善了50%，空壓機遠場1m距離處噪聲改善5.0dBA，降低到80dBA以內。
2.2 無油螺桿空壓機
相對于噴油壓縮機，無油壓縮機采用同步齒輪驅動，轉子間不接觸，避免了轉子嚙合過程中機械振動噪聲的產生，以氣動噪聲為主。但無油空壓機缺少了潤滑油對波長較短的中高頻聲波的衰減，導致中高頻噪聲突出，噪聲頻帶寬，整機噪聲偏大，壓縮機近表噪聲甚至超過120dBA。此外，無油機排氣壓力相對較小，需要從型線齒形，排氣流場內壓力變化曲線、溫度變形等方面進行優化設計，調整齒頂間隙、嚙合間隙和吸排氣端面間隙，力求受力更小，氣流脈動更低，從正向設計上抑制噪聲。
因此，根據無油螺桿空壓機振動噪聲特點，開發內壓縮降噪技術，在壓縮機升壓過程中就開始衰減氣流脈動，降低氣動噪聲，此外在排氣管路上研發出一種寬頻穿孔消聲器，進一步衰減空壓機排氣噪聲，如圖3所示。通過某款無油壓縮機的振動噪聲測試分析，結合理論研究，制定出一套定制化的減振降噪技術方案。試驗結果表明，應用減振降噪技術方案后，某款無油壓縮機應用減振降噪技術方案后，全轉速下噪聲降低11～16dBA，將所有轉速下噪聲值在85dBA以下。
2.3 離心空壓機
離心壓縮機葉輪與汽缸無接觸，運動部件少，機械噪聲低，氣動噪聲成為主要噪聲源。離心機屬于速度式壓縮機，無內壓縮過程，氣流脈動小，因此，相對于螺桿壓縮機，噪聲值更低。離心機的運行轉速高，噪聲頻率高，尖銳刺耳，主要以轉子轉頻噪聲為主。
展開 風力發電機組的噪聲控制
噪聲控制技術主要以噪聲的聲學控制方法為主，具體的技術途徑一般包括隔聲處理、吸聲處理、振動的隔離、阻尼減振等。隔聲處理和吸聲處理屬于噪聲傳播降噪控制；振動的隔離和阻尼減振屬于阻尼減振降噪控制。這些噪聲控制方法的機理在于，通過噪聲聲波與聲學材料或聲學結構、振動波與阻尼材料或阻尼結構的相互作用消耗能量，從而達到降低噪聲的目的。
2.1 阻尼減振降噪控制
阻尼減振降噪技術是利用阻尼材料的特性以及阻尼結構的合理設計，耗散結構件的振動能量，來達到減振降噪的目的。阻尼減振技術近年來得到了迅速的發展，尤其在航空航天、汽車工業、儀器儀表、兵器、建筑業及家電行業等領域有著廣泛的應用。無論是在基礎理論方面，還是在新材料的研制以及應用技術方面都已成長為一個獨立的科學分支。
展開 Actran在高速鐵路聲屏障降噪效果預測中的應用
目前我們可以通過Actran精確模擬聲屏障復雜的形狀和吸聲邊界，確定聲屏障有效高度與結構形式，提高聲屏障降噪效率。
——胡文林博士，中國鐵路設計集團有限公司減振降噪實驗室研發工程師
背景
高速鐵路的發展為社會帶來了巨大的出行便利。而高鐵運行時的噪聲會對環境產生重要負面影響，噪聲控制已然成為高速鐵路環境治理面臨的首要問題。高速鐵路噪聲由輪軌區噪聲、車體空氣動力噪聲、集電系統噪聲等組成，其中輪軌區是最主要的噪聲來源。聲屏障能有效抑制輪軌區域的噪聲傳播，從而降低總體噪聲輻射水平，因此得到廣泛應用。實際工程中，中國高速鐵路大多采用2米或3米直立式聲屏障，此高度來源于長期工程經驗的總結和出于結構安全性等方面的考慮。
近年來，工程師試圖尋找更合理的聲屏障高度或更佳的幾何形式，從而實現更高的降噪量和更為經濟的建造成本，因此迫切需要一種精確有效的數值模擬方法指導聲屏障設計改良。
行業挑戰
中國鐵路設計集團有限公司（簡稱中國鐵設，原鐵道第三勘察設計院集團有限公司）減振降噪實驗室主要任務是減振降噪工程技術研發（測試技術與仿真技術研發應用），減振降噪產品開發及推動工程化應用，振動、噪聲測試技術服務。
在高鐵聲屏障設計過程中，采用半解析公式計算聲屏障降噪量（插入損失），由于不能充分描述聲源和邊界條件信息，導致預測結果偏差較大，因此需要能夠模擬高速鐵路聲源特性、反映聲屏障吸聲系數、復雜幾何形式和聲學邊界條件的預測方法。
減振降噪實驗室的胡文林博士表示：“在沒有使用Actran之前，我們很難將聲學研發融入到聲屏障設計中。
展開 
案例分享 | Actran在高速鐵路聲屏障降噪效果預測中的應用
目前我們可以通過Actran精確模擬聲屏障復雜的形狀和吸聲邊界，確定聲屏障有效高度與結構形式，提高聲屏障降噪效率。
——胡文林博士，中國鐵路設計集團有限公司減振降噪實驗室研發工程師
”
背景
高速鐵路的發展為社會帶來了巨大的出行便利。而高鐵運行時的噪聲會對環境產生重要負面影響，噪聲控制已然成為高速鐵路環境治理面臨的首要問題。高速鐵路噪聲由輪軌區噪聲、車體空氣動力噪聲、集電系統噪聲等組成，其中輪軌區是最主要的噪聲來源。聲屏障能有效抑制輪軌區域的噪聲傳播，從而降低總體噪聲輻射水平，因此得到廣泛應用。實際工程中，中國高速鐵路大多采用2米或3米直立式聲屏障，此高度來源于長期工程經驗的總結和出于結構安全性等方面的考慮。
近年來，工程師試圖尋找更合理的聲屏障高度或更佳的幾何形式，從而實現更高的降噪量和更為經濟的建造成本，因此迫切需要一種精確有效的數值模擬方法指導聲屏障設計改良。
行業挑戰
中國鐵路設計集團有限公司（簡稱中國鐵設，原鐵道第三勘察設計院集團有限公司）減振降噪實驗室主要任務是減振降噪工程技術研發（測試技術與仿真技術研發應用），減振降噪產品開發及推動工程化應用，振動、噪聲測試技術服務。
展開 軌道交通減振措施（下）
因此，采用杠桿原理設計緩沖鞍座扣件，由聚氨酯材料提供彈性支撐，通過杠桿支臂調節高度、軌距和軌底坡，在確保扣件減振效果的前提下，保證扣壓件和墊板的合理受力。
（3）地鐵減振降噪阻尼材料
采用地鐵減振降噪阻尼材料是在軌枕與道床之間、道床與基底之間、盾構管片表面噴涂阻尼材料，形成約束阻尼結構，把振動噪聲的機械能轉化為熱能消耗掉，從而達到減振降噪的目的。
圖19 地鐵減振降噪阻尼材料（青島理工大學功能材料研究所）
（4）剪切型彈性軌枕復合減振器
剪切型彈性軌枕復合減振器是將彈性支承塊與剪切型減振器進行結合，利用現澆混凝土整體道床作為其外部約束圈，結合了傳統彈性支承塊有一定參振質量可避免輪軌共振以及科隆蛋充分利用橡膠的剪切彈性的優點。
圖20 剪切型彈性軌枕復合減振器（江陰海達橡塑股份有限公司）
三、結語
隨著城市的發展和軌道交通路網的加密，軌道線路走向或埋深設計愈加難以繞避環境振動敏感點，軌道工程減振措施的需求將進一步提高，而不同種類軌道減振措施的大量使用，不僅帶來了投資壓力，也降低了軌道結構的剛度平順性，甚至引起了較大規模的鋼軌異常波磨等軌道病害。因此在軌道交通減振措施的設計和使用方面還需重視一些問題：
1、綜合減振不綜合。減少或控制城市軌道交通環境振動的負面影響，是一個綜合性的工程過程，需要在振源、傳播路徑及敏感目標自身隔振等多個層面綜合規劃及優化。目前工程上過度依賴軌道減振，而忽略了車輛及傳播路徑綜合減振措施的研究與推廣。目前傳播路徑隔振及敏感目標自身隔振技術的研究工作明顯不足，尚需更多的科研投入和實踐積累。同時，需要推進車輛系統自身進行減振降噪設計研發的力度。如此才能在根本上解決綜合減振不綜合的問題。
2、減振效果評價不統一。
展開 電驅動減振降噪關鍵技術
來
源： 恒潤科技授權發布
中國魚10重型高速魚雷首次公開，或為世界第一種聲學相控陣魚雷
魚10經進一步減振降噪改裝后，有可能成為我國第一個“聲隱身”型智能魚雷，大幅提高我潛艇發射平臺的安全性、魚雷攻擊的隱蔽性、線導導引的有效性，以及相控陣聲學成像導引頭的跟蹤距離。
來源：小鷹說科技
國外潛艇減振降噪技術之隔振浮筏
如果早期核潛艇噪聲為160分貝，只要采用二次隔振的減振浮筏，就能將噪聲降低至120分貝，結合消聲瓦，完全可以將噪聲控制在110分貝之下。
“弗吉尼亞”級核潛艇正在安裝整體式隔振浮筏
法國“凱旋”級彈道導彈潛艇用于浮筏的框架式底盤
最初，只有潛艇的推進裝置和噪聲大的機器是安裝在浮筏上的，一些潛艇高速運行時，必須將其鎖定。現在，一些潛艇整個甲板模塊都是筏式安裝的，甚至包括指揮室和住艙。
英國“機敏”級核潛艇的整個甲板都是筏式安裝
俄羅斯“亞森”級可能采用了雙層減振浮筏，浮筏的筏架采用六邊形結構(艙筏)，可以方便地“塞”進耐壓殼體，動力設備可根據需要安裝在上下層不同位置。
顯示浮筏安裝的俄羅斯專利插圖(左);一種現代俄羅斯設計，可能裝備在“亞森” 級核潛艇上，可以將艙段內所有設備安裝在浮筏上(右)
3.隔振浮筏的未來發展
雖然隔振浮筏的應用效果十分顯著，但提升浮筏的隔振性能也存在一些制約因素：
一是筏架大多是由板、梁組成的框架結構，形式比較單一;
二是筏架的材料大多采用強度高、剛度大的金屬材料，如鑄鋼、鑄鐵以及鋁質合金鋼等，導致隔振系統附加質量大，并且這些金屬材料一般比剛度較低，阻尼性能較差，對于動力設備所產生的中低頻振動和噪聲傳遞的抑制效果較差;
三是浮筏作為一個特殊的雙層被動隔振系統還有其固有的局限，即系統一旦成形，其固有頻率及剛度就一定，于是系統的隔振頻率就被確定，從而不能實現更寬頻域的隔振，并且會在固有頻率處產生共振。
展開 車用電子水泵噪聲和振動特性試驗分析
由于PWM開關頻率較高，造成的噪聲穿透能力較強，主觀感覺特別尖銳和刺耳，對電子水泵的噪聲貢獻較大，是電子水泵減振降噪急需解決的首要問題。PWM相關的高頻電磁噪聲，一般通過控制算法來改善，對于電子水泵控制器研發和控制算法的設計提出針對性要求。
圖13 電子水泵噪聲階次圖
3 結束語
在不同工況下對電子水泵進行了NVH試驗，并通過對電子水泵的噪聲和振動進行分析，得出以下結論:
(1)電子水泵的徑向噪聲明顯高于軸向噪聲，軸向振動大于垂向振動和徑向振動，試驗泵的噪聲和振動明顯大于對標泵。
(2)電子水泵的轉速波動是電子水泵在加速過程中產生振動和噪聲突變的主要原因，提高電子水泵的轉速可控性成為降低噪聲和振動的重要手段。
(3)根據電子水泵噪聲階次圖，電子水泵在4500Hz頻帶處產生結構共振噪聲。該結論為電子水泵的結構設計提供試驗參考。
(4)在高轉速工況下，流體動力噪聲對電子水泵噪聲貢獻量較大;在中低速工況下，電磁噪聲對電子水泵噪聲貢獻量較大，為電子水泵減振降噪提供研究方向。
(5)脈沖帶寬調制引起的電磁噪聲是電子水泵產生電磁噪聲的主要原因，對于電子水泵控制器設計和控制算法改進提供試驗依據。
作者：李亞偉 ，馬西沛 ，劉寧寧 ，朱海鐘 ，何鄭
作者單位：上海工程技術大學機械與汽車工程學院， 華域皮爾博格泵技術有限公司
文章來源：流動的汽車
展開 【達索官方直播】基于結構/疲勞/優化的協同仿真技術在線研討會-橡膠襯套實例
直播簡介
SIMULIA橡膠襯套聯合仿真解決方案
橡膠襯套具有良好的彈性，能承受大應變而不發生永久性變形和斷裂
為了滿足車輛減振降噪的需求，汽車懸架系統大量采用橡膠襯套產品
懸架系統的精確設計需要匹配橡膠襯套的各項性能指標參數
達索SIMULIA POP是橡膠襯套產品設計過程中最有效的結構設計、分析以及優化的工具
產品設計初期可利用Tosca快速找到結構設計方案
產品驗證階段可利用Abaqus、fe-safe驗證產品的結構合理性，如各向剛度以及疲勞壽命
產品優化階段可利用Abaqus + Tosca + fe-safe + Isight對產品各向性能指標進一步優化，使產品性能達到最優
橡膠襯套是一種具有良好彈性的工程材料，能承受大應變而不會發生永久性的變形和斷裂。交通運輸行業中，懸架系統大量采用橡膠襯套等柔性連接來滿足車輛減振降噪的需求，但懸架的精確設計需要匹配橡膠襯套的各項性能參數。橡膠襯套產品設計過程中，強大的SIMULIA協同仿真解決方案是最有效的結構設計、分析、優化工具：
產品設計初期可利用Tosca快速找到結構設計方案；
產品驗證階段可利用Abaqus、fe-safe驗證產品的結構合理性，如各向剛度以及疲勞壽命；
產品優化階段可利用Abaqus + Tosca + fe-safe + Isight對產品各向性能指標進一步優化，使產品性能達到最優
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貝爾V-280原型機加快首飛前技術準備
主動控制旋翼由于能夠使旋翼實現大幅度的減振降噪，目前已成為直升機減振降噪設計的重要發展方向。主動控制旋翼是指通過實時操縱直升機旋翼槳葉上的舵面或槳葉迎角，來降低槳葉振動、噪聲水平，提升氣動性能的旋翼技術。主動控制旋翼由于能夠根據實時調整槳葉迎角，因而能夠改善其在復雜變化的氣動環境下的受力狀況，從而起到減振降噪、改善氣動性能的效果。目前主動控制旋翼的研究主要集中在高階諧波控制（HHC）、獨立槳葉控制（IBC）和主動后緣襟翼控制幾個方面。
目前，世界上多個直升機制造商、科研機構和高校都在開展主動控制旋翼的相關研究，并取得了大量研究成果。下面介紹一些近年來值得關注的研究方向。
主動控制格尼襟翼技術
主動格尼襟翼是近年來主動控制旋翼技術研究的一個熱點方向，其通過在槳葉后緣加裝可實時控制的格尼襟翼，提高旋翼槳葉的氣動性能。目前，包括密歇根大學、麻省理工、賓州州立大學、萊昂納多直升機公司在內的多家高校、研究機構和工業部門都開展了這一領域的研究。
格尼襟翼是位于機翼后緣并與當地氣流方向垂直地伸出表面的一塊小板。它在增加升力的同時產生的附加阻力最小。在20世紀70年代早期，丹·格尼首先在一輛賽車的后風翼上安裝了以他名字命名的裝置以增加賽車的抓地力。格尼襟翼通常布置在機翼下表面后緣，伸出蒙皮的長度為1%~2%弦長長度。它能產生逆時針旋轉的渦，同時增加下表面的壓力并減少上表面的壓力，從而導致升力的增加。這個逆時針旋轉的渦有助于附面層在后緣的附著同時在付出極小阻力增量的前提下增加最大升力系數。
美國密歇根大學開展了針對主動格尼襟翼的研究，其設計并試驗了一套格尼襟翼槳葉，襟翼尺寸約為弦長的1%~3%（可變），安裝在槳葉后緣。該技術能夠有效提高旋翼氣動效率，其最大升力系數提高了約30%，同時通過控制襟翼運動，還能夠降低槳葉振動和噪聲水平。
展開 北京交通大學成功舉辦首屆軌道交通噪聲與振動環境影響青年學者論壇
之后，西南交通大學教授韋凱博士首先作了題為《高分子材料真實動力性能及其對軌道交通環境振動噪聲的影響機制》的主題發言，詳細介紹了他對高分子材料扣件墊板頻變特性和溫變特性及其對振動預測的影響，并介紹了磁流變阻尼減振軌道的研究進展。
接下來，中南大學教授朱志輝博士作了題為《軌道交通環境振動的三維隨機振動分析方法研究》的主題發言，介紹了其為了提高環境振動三維動力有限元計算效率所做的計算改進工作。
重慶交通大學副教授薛富春博士作了題為《輪軌三維滾動接觸初步研究》的發言，從車輛軌道模型的簡化研究現況出發，介紹了精細化輪軌分析的建模研究。
同濟大學副教授李奇博士作了題為《鐵路噪聲預測中的軌道結構力學模型和參數估計》的發言，分別介紹了車軌橋耦合分析的頻域力法原理、軌道衰減率和扣件剛度的間接測量、輪軌組合粗糙度的間接測量以及高架軌道交通振動和噪聲的應用實例。
東南大學副教授宋曉東博士作了題為《軌道交通橋梁噪聲預測與減振降噪研究》的發言，詳細介紹了橋梁振動噪聲正向預測、聲學逆運算與橋梁噪聲聲源重構方法以及橋梁減振降噪的措施研究。
在上午的論壇演講和討論中，各位專家圍繞如何更加有效模擬列車通過振動和噪聲、如何提高預測準確度、如何解決計算結果與實測結果之間的偏差進行了激烈的討論和充分的交流。
論壇下午共安排7場主題演講，由西南交通大學韋凱教授和同濟大學金浩博士主持。
同濟大學副研究員李莉博士作了題為《不同剛度扣件對地鐵車輛車內噪聲的影響研究》的發言，從實車實驗、測試數據分析和理論計算幾個方面對該問題多年來的研究歷程進行了闡述。
展開 淺談高鐵結構與新材料應用
減振降噪材料
高速鐵路引起的噪聲源主要包括列車高速運行時走行部的車輪與鋼軌產生的“輪軌噪聲”、集電弓與接觸網高速摩擦產生的“集電系統噪聲”、高速行車引起的“空氣動力噪聲”、行車激勵引起的橋梁結構的振動而產生的“結構噪聲”。一般都會在設計高鐵時采用低噪聲的結構或構造達到降噪的目的。在材料的選擇上許多化工新材料特別是化工高分子材料在減振、降噪、吸音等方面的性能優勢是傳統的金屬、水泥、木材所無法比擬的，高鐵鐵軌所用到的高分子減振、降噪材料就多達十幾種。
聚氨酯、碳纖維復合材料、熱塑性彈性體、聚氯乙烯、硅橡膠、環氧樹脂、丁基橡膠、丁苯橡膠、三元乙丙膠等材料廣泛地應用在高速鐵路的車輛、軌道、橋梁和接觸導線上，滿足了高速鐵路對材料的特殊要求。
展開 某皮卡振動噪聲診斷分析與懸置系統隔振性能的優化
對測試的數據進行了分析，結合產生的機理，本著“以較小的改動獲得較大的減振降噪效果”的原則對動力總成懸置進行了系統的建模、仿真分析和隔振性能的優化。最后對優化懸置之后的皮卡進行了測試。測試結果和原車相比，怠速時方向盤12點X方向振動降低43%在發動機2 000~3 000 r/min經濟轉速范圍,變速桿振動降低約50%,在4 000 r/min以后，振動下降更多；駕駛員導軌在2 500r/min轉速以后的振動有明顯改善，車內噪聲也明顯降低
某皮卡振動噪聲診斷分析與懸置系統隔振性能的優化.pdf
