機(jī)械振動噪聲
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-06-15
機(jī)械振動噪聲的視頻教程
Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械氣動與噪聲設(shè)計(jì)應(yīng)用——?dú)鈩?em>噪聲分析設(shè)計(jì)流程
Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械氣動與噪聲設(shè)計(jì)應(yīng)用——?dú)鈩?em>噪聲分析設(shè)計(jì)流程 適用人群：學(xué)習(xí)型仿真工程師；理工科學(xué)生；旋轉(zhuǎn)機(jī)械噪聲從業(yè)人員 Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械氣動與噪聲設(shè)計(jì)應(yīng)用——?dú)鈩?em>噪聲分析設(shè)計(jì)流程（免費(fèi)）【已結(jié)束】 直播時間：2023-06-20 19:30 本講座從風(fēng)扇氣動噪聲的產(chǎn)生機(jī)理入手,對風(fēng)扇的氣動噪聲進(jìn)行仿真預(yù)測方法的研究。
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干衣機(jī)噪聲振動測試方案優(yōu)化案例 3. 電冰箱、空調(diào)內(nèi)機(jī)、洗衣機(jī)聲品質(zhì)評價模型研究案例
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Simcenter 3D電機(jī)振動噪聲分析
本視頻旨在進(jìn)行建立電機(jī)的聲場進(jìn)行振動噪聲的分析，采用Simcenter 3D建立聲場，將電機(jī)的電磁力映射到電機(jī)結(jié)構(gòu)定子齒端進(jìn)行分析。結(jié)合官方教程具體操作請看視頻。
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機(jī)械振動噪聲的實(shí)例教程
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振動噪聲機(jī)理
眾所周知，輕輕敲擊下音叉就能發(fā)聲，雙手一拍也能發(fā)聲，這是因?yàn)檫\(yùn)動的物體或者部件偏離原來位置，就會產(chǎn)生振動，導(dǎo)致周圍的空氣介質(zhì)產(chǎn)生壓差，產(chǎn)生噪聲。聲音在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，低至樹葉飄落沙沙時非常安靜的聲音；高到嫦娥5號點(diǎn)火升空瞬間發(fā)出讓人難以忍受的轟鳴聲。
空壓機(jī)噪聲一般屬于較吵和很吵的范圍內(nèi)，長時間處于很吵的環(huán)境內(nèi)工作，將對聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆的傷害，其產(chǎn)生機(jī)理如圖1所示。
一方面，空壓機(jī)轉(zhuǎn)子等運(yùn)動部件在做回轉(zhuǎn)運(yùn)動中受力產(chǎn)生振動，振動又會通過軸承和機(jī)殼等結(jié)構(gòu)支撐部件向外傳遞，通過殼體向外輻射噪聲，產(chǎn)生機(jī)械性振動噪聲。另一方面空壓機(jī)工作過程中，氣體壓力升高，壓力就偏離了原來的位置，誘發(fā)壓力波動（壓差），通過機(jī)殼和管道等部件向外傳遞振動，輻射噪聲，產(chǎn)生流致性振動噪聲。因此，根據(jù)振動噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，空壓機(jī)可以劃分為機(jī)械性振動噪聲和流致性振動噪聲，主要來源于轉(zhuǎn)子等運(yùn)動部件和氣流脈動的誘發(fā)激勵。
高校科研單位和行業(yè)同仁對空壓機(jī)振動噪聲控制做了很多研究，從轉(zhuǎn)子剛度設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子嚙合狀態(tài)、機(jī)械部件加工精度，運(yùn)動部件間的裝配間隙等方面入手，降低機(jī)械振動噪聲源；進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析避免共振，采用雙層壁或者加水套或者油套，應(yīng)用減振墊和選用吸聲效果好的吸聲棉等措施進(jìn)一步阻礙振動噪聲的傳遞，機(jī)械性振動噪聲得到有效控制，相反流致性振動噪聲逐漸暴露出來，成為制約空壓機(jī)振動噪聲的關(guān)鍵因素。
展開 圖10 離心式制冷壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)
2.1 振動噪聲的產(chǎn)生誘因
離心式制冷壓縮機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，軸系轉(zhuǎn)動部件因?yàn)椴黄胶赓|(zhì)量的存在產(chǎn)生離心力，激勵機(jī)械部件產(chǎn)生機(jī)械性振動噪聲，但隨著機(jī)械部件加工精度的提升以及裝配工藝和檢測手段的完善，轉(zhuǎn)子軸系動平衡精度等級得到有效控制，機(jī)械性振動噪聲得到有效改善，相反氣動噪聲的影響相對突出。
離心式制冷壓縮機(jī)氣動噪聲主要包含旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，旋轉(zhuǎn)噪聲是旋轉(zhuǎn)葉片周期性擊打流體域內(nèi)的制冷劑產(chǎn)生氣流脈動誘發(fā)產(chǎn)生；渦流噪聲是在葉片旋轉(zhuǎn)過程中制冷劑會在葉片表面產(chǎn)生流動分離形成渦流誘發(fā)產(chǎn)生。
2.2 振動噪聲的控制技術(shù)
為了抑制離心式制冷壓縮機(jī)的振動噪聲，校核主要部件的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)特性，計(jì)算轉(zhuǎn)子軸系的動力學(xué)特性，提高轉(zhuǎn)子軸系的臨界轉(zhuǎn)速，偏移結(jié)構(gòu)模態(tài)的固有頻率，避免落入共振區(qū)，提高轉(zhuǎn)子軸系的動平衡精度等級，降低離心式制冷壓縮機(jī)的機(jī)械性振動噪聲。基于壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建立通流部件的流場模型，計(jì)算離心式制冷壓縮機(jī)工作過程的非定常流場，將瞬態(tài)的壓力插值到聲學(xué)模型中，開展流場-聲場聯(lián)合仿真，計(jì)算離心式制冷壓縮機(jī)氣流脈動誘發(fā)的氣動聲學(xué)特性，預(yù)測離心式制冷壓縮機(jī)噪聲聲壓級及頻譜特性，并將預(yù)測結(jié)構(gòu)反饋到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化流場，降低振動噪聲。
2.3 典型應(yīng)用案例
離心式制冷壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)階段經(jīng)過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和轉(zhuǎn)子軸系動力學(xué)校核后，以及裝配過程中滿足動平衡精度等級后，機(jī)械性振動噪聲得到有效控制，而氣動噪聲相對突出。離心式制冷壓縮機(jī)氣動噪聲與葉輪、蝸殼和擴(kuò)壓器等部件密切相關(guān)。如葉輪的翼型、葉片的出口角、葉片前緣傾斜、葉片尾緣傾斜、蝸殼的前蓋傾斜和蝸殼的寬度等，對離心式制冷壓縮機(jī)噪聲均有影響。
展開 本文將以我參與的一次實(shí)驗(yàn)為背景，來講述如何設(shè)計(jì)實(shí)施機(jī)械系統(tǒng)振動、噪聲信號的測試實(shí)驗(yàn)，以期能夠?yàn)橐院蟮墓ぷ魈峁﹨⒖肌?shí)驗(yàn)的實(shí)施主要有以下幾部分：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)件加工，實(shí)驗(yàn)場地的選址，實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。因?yàn)槲瓷婕皩?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，故此方面將不涉及。
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括實(shí)驗(yàn)件的設(shè)計(jì)、測試儀器的選擇。
1，實(shí)驗(yàn)件的設(shè)計(jì)：在這一過程中應(yīng)盡量注意所設(shè)計(jì)零件的過渡部分（與基礎(chǔ)等的連接）的加工誤差的控制。舉例來說：軸孔，軸承端蓋與密封圈的外徑。如果這些誤差設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會造成裝配困難，甚至二次加工。
避免這樣可以考慮的原則是：首先、明確各個零件的功能，理解各個關(guān)鍵尺寸的意義，以便給定公差，這在裝配面尤其重要；其次、考慮到標(biāo)準(zhǔn)件（密封圈）的尺寸，與其配合的面尺寸公差一定要合適，否則很難配置合理的標(biāo)準(zhǔn)件。
2，測試儀器選擇的注意事項(xiàng)：
1）．測試儀器輸出信號的電壓等是否與采集儀器匹配。 編碼器輸出信號與分頻器輸入，分頻器與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與OROS等等，由此可能導(dǎo)致的某一部件不能正常工作，以使最終的信號不正常。
2）．一定要斷開電路再連線，否則弱電儀器可能導(dǎo)致儀器故障，強(qiáng)電則可能燒毀線路，危及實(shí)驗(yàn)人員的安全。
3）．加載設(shè)備如何控制：盡量選數(shù)控，因?yàn)榭刂屏咳绻菍?shí)驗(yàn)結(jié)果的敏感因素，那么手控者的操作，將很大程度上影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞。
例如此次實(shí)驗(yàn)，制動器的加載是由手控，很難保證兩種工況完全相同。
二、實(shí)驗(yàn)件加工
加工廠的選取，由于是單件加工，故一定要事先說明加工方法，如能寫入合同最好，因?yàn)樵趪鴥?nèi)這個環(huán)境下，很多問題不好控制，盡量減少這些因素對實(shí)驗(yàn)的影響。
三、實(shí)驗(yàn)場地的選擇
最好在所在單位或者同城，否則問題的處理將非常麻煩。
展開 減壓閥機(jī)械振動噪音;
2. 流體動力學(xué)噪音;
3.空氣動力學(xué)噪音。
一、機(jī)械振動產(chǎn)生的噪音
減壓閥的零部件在流體流動時氣動調(diào)節(jié)閥會產(chǎn)生機(jī)械振動，機(jī)械振動又可分為兩種形式：
① 低頻振動。這種振動是由介質(zhì)的射流和脈動造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動零件的剛性不足等。
② 高頻振動。這種振動在閥的自然頻率和介質(zhì)流動所造成的激勵頻率一致時，水力控制閥將引起共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機(jī)械振動噪音與介質(zhì)流動速度無關(guān)，多是由于減壓閥自身設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生。減小機(jī)械振動噪聲的措施是，合理地設(shè)計(jì)減壓閥襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動零件的剛性，正確地選用材料等。
二、流體動力學(xué)噪音
流體動力學(xué)噪音是由流體通過減壓閥的減壓口之后的紊流及渦流所產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的過程可以分為兩個階段：
① 紊流噪音，即由紊流流體和減壓閥或管路內(nèi)表面相互作用而產(chǎn)生的噪音，其頻率和噪音級都比較低，一般并不構(gòu)成噪音問題。
② 汽蝕噪音，即減壓閥在減壓過程中，當(dāng)流體流速達(dá)到一定值時，流體(液體)就開始汽化，當(dāng)液體中的氣泡所受到的壓力達(dá)到一定值時，就會爆炸。氣泡在爆炸時，要在局部產(chǎn)生很高的壓力和沖擊波，自力式調(diào)節(jié)閥這個沖擊瞬間壓力可達(dá)196 MPa，但是遠(yuǎn)離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個沖擊波是造成減壓閥汽蝕和噪音的一個主要因素。減小機(jī)械振動噪聲的措施是在設(shè)計(jì)減壓閥時，必須把減壓閥的減壓值控制在臨界值以下，而且，最好是在Δp初始以下,因?yàn)闇p壓閥的實(shí)際減壓值達(dá)到Δp初始值時，液體就開始產(chǎn)生汽蝕，而且噪聲將急劇增大。自力式控制閥此外，還要注意相對于閥瓣的流體介質(zhì)的流動方向。
展開 數(shù)字孿生技術(shù)及解決方案在工程機(jī)械裝備行業(yè)振動噪聲及疲勞耐久測試領(lǐng)域的典型應(yīng)用
現(xiàn)今的消費(fèi)者要求日趨嚴(yán)苛，工程機(jī)械與高端裝備行業(yè)的客戶都期望能獲得廣泛的模型選擇、更高的燃油經(jīng)濟(jì)性、卓越的振動噪聲性能、極致的舒適性、更高的里程數(shù)和更長的產(chǎn)品壽命。秉承這一系列愿望的思維模式，不容在振動噪聲、耐久性、安全性方面有半點(diǎn)含糊。
在殘酷的全球市場競爭壓力下，工程機(jī)械與高端裝備公司只有開發(fā)出滿足或超出消費(fèi)者期望的新產(chǎn)品才能贏得競爭。西門子開發(fā)的一系列解決方案，能夠幫助不同行業(yè)的各個企業(yè)在其特定市場中建立真正的競爭優(yōu)勢。例如：通過控制高速復(fù)雜機(jī)器的共振以保證穩(wěn)定的生產(chǎn)質(zhì)量；在不影響操作安全的情況下獲得最大的疲勞壽命和最小的噪聲輻射；幫助新開發(fā)的機(jī)器符合安全法規(guī)和環(huán)保要求等。無論是緊張的開發(fā)日程、或是嚴(yán)格的質(zhì)量或安全標(biāo)準(zhǔn)所帶來的問題，我們都能為所有制造業(yè)提供可靠的試驗(yàn)解決方案。
本次課程中將介紹西門子解決方案在工程機(jī)械與高端裝備行業(yè)振動噪聲與疲勞測試的相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)及典型應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：
工程機(jī)械與高端裝備行業(yè)主要噪聲問題及面臨的挑戰(zhàn)
西門子振動噪聲試驗(yàn)解決方案介紹
工程機(jī)械與高端裝備行業(yè)振動噪聲問題解決案例
西門子疲勞耐久試驗(yàn)解決方案介紹
工程機(jī)械與高端裝備行業(yè)疲勞耐久問題解決案例
劉偉
西門子數(shù)字化工業(yè)軟件高級顧問
吉林大學(xué)車輛工程專業(yè)博士
北京理工大學(xué)電動汽車博士后
點(diǎn)擊獲取完整視頻：http://jishulink555.mikecrm.com/Ugvb5iT
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機(jī)械振動噪聲的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Analyzing Noise, Vibration, and Harshness With Ansys Motor-CAD NVH Tuning》
作者： Shi-Uk Chung | Ansys 高級應(yīng)用工程師
編輯整理：王楊 | Ansys 主任應(yīng)用工程師
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機(jī)設(shè)計(jì)與性能的關(guān)鍵因素。過高的NVH會導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短
在風(fēng)電設(shè)備測試、工程機(jī)械總裝、重型工裝定點(diǎn)等工業(yè)場景中，T型槽鐵地板常年面臨重載沖擊、高頻振動、多工況切換等“狠活”挑戰(zhàn)。越是嚴(yán)苛的作業(yè)環(huán)境，越能凸顯其核心價值——始終穩(wěn)定“拿捏”精度與承重雙重核心需求。作為工業(yè)基礎(chǔ)裝備的“硬核擔(dān)當(dāng)”，T型槽鐵地板為何能在端工況下保持穩(wěn)定？本文結(jié)合T型槽鐵地板、鑄鐵T型槽地板、重型T型槽鐵地板、高精度鐵地板、T型槽地基板等高頻關(guān)鍵詞，深解析其精度與承重的核心保障邏輯
T型槽試驗(yàn)平臺：重載工況下的“定海神針”，穩(wěn)到讓振動“自閉”
在重型機(jī)械試驗(yàn)、大型工件檢測、重載設(shè)備校準(zhǔn)等場景中，“穩(wěn)”是核心訴求——一旦平臺出現(xiàn)輕微晃動或振動，不僅會導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)失真、檢測結(jié)果偏差，還可能引發(fā)工件移位、設(shè)備損壞等安全隱患。而T型槽試驗(yàn)平臺，正是重載工況下的“定海神針”，憑借硬核的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材質(zhì)特性，能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)振效果，甚至穩(wěn)到讓重載運(yùn)行產(chǎn)生的振動“無從下手、主動自閉”。
電機(jī)NVH測試優(yōu)化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用
在新能源汽車、工業(yè)電機(jī)、家電電機(jī)等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機(jī)品質(zhì)的核心指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機(jī)NVH測試的核心訴求是準(zhǔn)捕捉噪聲與振動信號，而測試基準(zhǔn)的穩(wěn)定性直接決定信號采集的真實(shí)性。鑄鐵平臺作為電機(jī)NVH測試臺的核心基礎(chǔ)部件，憑借高剛性、低振動、強(qiáng)抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩(wěn)定基準(zhǔn)
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機(jī)設(shè)計(jì)與性能的關(guān)鍵因素。過高的NVH會導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短、維護(hù)成本增加和客戶滿意度下降。因此，在設(shè)計(jì)階段早期解決NVH挑戰(zhàn)至關(guān)重要，以避免設(shè)計(jì)階段后期出現(xiàn)重大NVH問題。
電機(jī)NVH分析本質(zhì)上是一個結(jié)合了電磁和機(jī)械分析的、復(fù)雜的多物理場問題——因?yàn)殡姍C(jī)NVH問題通常源于電磁力與結(jié)構(gòu)組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機(jī)的電磁和機(jī)械屬性對于準(zhǔn)確預(yù)測其NVH
在機(jī)器人日益普及的今天，無論是工廠里的機(jī)械臂、醫(yī)院中的手術(shù)機(jī)器人，還是物流倉庫中的AGV小車，它們的穩(wěn)定性、精度和靜音性能，直接決定了其在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。
然而，振動與噪聲問題，常常成為機(jī)器人性能提升的“隱形殺手”。如何精準(zhǔn)測量、分析與控制這些“看不見的干擾”？HBK憑借其領(lǐng)先的測試測量技術(shù)，為機(jī)器人行業(yè)提供了從傳感器到軟件的一站式振動與噪聲解決方案。
?? 振動測試
為凸顯LMS振動噪聲試驗(yàn)解決方案（Simcenter Testlab & Simcenter SCADAS）的價值，我將先點(diǎn)明振動噪聲試驗(yàn)對高端制造的重要性，再從軟硬件協(xié)同的功能、相較傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢，以及在核心行業(yè)的應(yīng)用展開，展現(xiàn)其專業(yè)性能。
在汽車、航空航天、工程機(jī)械等高端制造領(lǐng)域，振動噪聲（NVH）性能直接決定產(chǎn)品可靠性與用戶體驗(yàn)，高效精準(zhǔn)的試驗(yàn)方案成為企業(yè)研發(fā)的核心支撐。西門子
新增功能 + 優(yōu)惠價格，誠意滿滿：</strong></p><p><br></p><p><strong>【重磅新功能】</strong></p><p><br></p><ul><li><strong>階次分析/階次跟蹤：</strong> 深入洞察旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動與噪聲問題。</li><li>CPB (1/n倍頻程) 分析： 滿足聲學(xué)、振動環(huán)境測試的常用需求。
培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時間：8月14-15日
培訓(xùn)地點(diǎn)：武漢市江夏區(qū)華工園二路1號2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎(chǔ)的工程技術(shù)人員
培訓(xùn)目標(biāo)：
? 了解關(guān)于Marc非線性熱、熱-機(jī)耦合方面的基本理論；
? 基本掌握Marc前后處理器mentat功能，熟悉mentat的操作界面；
? 掌握熱及熱機(jī)耦合仿真流程及操作；
? 掌握Marc中材料非線性，接觸非線性和熱相關(guān)性設(shè)置和定義方法
精彩直播預(yù)告
在振動與噪聲仿真問題中，通常使用傳函來表示響應(yīng)與激勵之間的關(guān)系。此類仿真在多數(shù)預(yù)報和優(yōu)化場景中效果顯著，但其前提是必須掌握載荷的頻譜特性，以便針對載荷頻譜相關(guān)的特定頻率進(jìn)行傳函優(yōu)化。
然而，優(yōu)化效果仍需通過測試進(jìn)行驗(yàn)證。若響應(yīng)未達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，則需重新優(yōu)化傳函。若能準(zhǔn)確地將實(shí)際載荷直接添加于仿真模型進(jìn)行分析，則可以直接從響應(yīng)頻譜中識別優(yōu)化的頻率及貢獻(xiàn)路徑，從而定量地驗(yàn)證優(yōu)化算法
