水下振動噪聲的案例
電機振動噪聲的產(chǎn)生以及控制：振動和噪聲的來源
先從電機的噪聲說起，電機噪聲根據(jù)其產(chǎn)生機理的不同，大致可分為三類：電磁噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲
1
電磁噪聲
電磁噪聲來源于電磁振動，電磁振動由電機氣隙磁場作用于電機鐵心產(chǎn)生的電磁力所激發(fā)，而電機氣隙磁場又決定于定轉(zhuǎn)子繞組磁動勢和氣隙磁導。氣隙磁場產(chǎn)生的電磁力是一個旋轉(zhuǎn)力波，有徑向和切向兩個分量。徑向分量使定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向變形和周期性振動，是電磁噪聲的主要來源；切向分量是與電磁轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的作用力矩，它使齒對其根部彎曲，并產(chǎn)生局部振動變形，是電磁噪聲的一個次要來源。還有很多設(shè)計和故障原因，也會造成電磁噪聲的增加，例如：鐵心飽和的影響；電網(wǎng)中的諧波分量；異步電動機斷條；裝配氣隙不均勻等等。電磁噪聲的大小與電機氣隙內(nèi)的諧波磁場及由此產(chǎn)生的力波的幅值、頻率和磁極數(shù)有關(guān)，也同定子的固有頻率、阻尼系數(shù)等密切相關(guān)。
2
機械噪聲
電機運轉(zhuǎn)部分的摩擦、撞擊、不平衡以及結(jié)構(gòu)共振形成機械噪聲，主要是軸承和換向引起的。電機軸承在繁重的工作狀態(tài)下運轉(zhuǎn)時，滾珠和外圈滾道相接處會發(fā)生彈性變形。滾道變形隨接觸處的變化呈周期性變化，產(chǎn)生振動和噪聲。軸承裝機后，內(nèi)外圈的配合及軸承游隙對電機噪聲也有一定的影響。
展開 電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲分析
在 Workbench 的 Analysis System 窗口中，選擇Harmonic Acoustic建立噪聲分析模塊，如下圖所示。
圖9 噪聲分析流程圖
對電機定子建立外流場模型，形狀可以自行定義。然后將諧響應(yīng)分析的速度分布導入流場模型中定子外表面部分，并設(shè)定聲場分析邊界條件，如下所示。
圖10 導入諧響應(yīng)速度分布
圖11 噪聲分析邊界條件
圖12 SPL分布圖
6. 結(jié)論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎(chǔ)上還可以進行多轉(zhuǎn)速分析以及對電機參數(shù)進行優(yōu)化分析。
文章來源：易仿真
展開 電機振動噪聲建模分析：基于導入DXF轉(zhuǎn)子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析
通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實可行的解決方案。
文章來源：天源科技
LMS-Signature模塊/NVH（振動噪聲測試模塊） 附LMS 振動噪聲測試與分析系統(tǒng)下載
下載地址：LMS 振動噪聲測試與分析系統(tǒng)
基于海洋環(huán)境噪聲水下探測研究進展
相較于國外的研究，我國在利用海洋環(huán)境噪聲進行水下探測的研究還處于初步階段。未來可以針對水下物體對海洋環(huán)境噪聲頻散信息的影響，進一步發(fā)展基于低頻背景噪聲的水下目標探測方法，提高探測距離和信噪比。
1
END
1
【作者簡介】文/劉曉健 崔乃剛 劉雪峰 凡友華，分別來自天津城建大學土木工程學院、哈爾濱工業(yè)大學航天學院、中國民航大學航空工程學院和哈爾濱工業(yè)大學（深圳）理學院。第一作者劉曉健，女，1981年出生，博士，講師，主要從事材料隔聲性能研究；通信作者凡友華，男，1975年出生，男，博士，教授，主要從事振動與波動領(lǐng)域研究。本文為基金項目，國家自然科學基金“瑞雷波多模式耦合機理及其勘探應(yīng)用研究”（40604012）。文章來自《數(shù)字海洋與水下攻防》（2022年第6期），參考文獻略，用于學習與交流，版權(quán)歸期刊及作者所有。
展開 國外水下噪聲試驗手段發(fā)展趨勢
以下文章來源于水聲之
家，作者中國船舶科學研究中心船舶振動噪聲國家級重點實驗室龐業(yè)珍 俞孟薩，本篇文章節(jié)選自論文《國外水下噪聲試驗手段發(fā)展趨勢》。
【摘要】先進發(fā)達國家建立了水下噪聲試驗從試驗室模型機理試驗-湖試大模型試驗-海試實艇試驗的完善試驗體系，走過了從單水聽器、多水聽器到聲陣的發(fā)展路程，從淺水試驗場邁向深水試驗場的發(fā)展歷程，一些國家不具備建設(shè)大型水聲試驗場條件，而簡便實用的近場測量手段也隨之有了發(fā)展的空間。隨著潛艇隱身性能的提升，水動力噪聲問題逐步顯現(xiàn)，水動力噪聲試驗手段同樣走過了不斷發(fā)展的歷程。21世紀以來,民船水下噪聲問題逐步受到重視，水下噪聲試驗手段也逐步在民船試驗中發(fā)揮作用。
【關(guān)鍵詞】 水下噪聲；聲陣；水聲試驗場
1.引言
二次世界大戰(zhàn)期間美軍在美國、加拿大和英國等海域進行測量的大量水面艦船輻射噪聲譜數(shù)據(jù)，ROSS[1]總結(jié)了二十世紀四十年代初建造的大多數(shù)水面艦船的輻射噪聲特性，研究了空化噪聲、軸和葉片調(diào)制、低頻線譜等艦船輻射噪聲特征。當時水下噪聲測試工作是以探測艦艇特征為目的。
二戰(zhàn)之后，隨著水聲學[2]研究的深入，水下噪聲試驗不僅僅為探測服務(wù)，更是為降低己方潛艇噪聲級，提高聲隱身能力做出了巨大貢獻。
1991年，美國海軍水下作戰(zhàn)部副部長貝肯[3]說過：“你要用不同的材料、不同的平衡技術(shù)、不同的安裝和隔振，做一切可能的嘗試，測試、調(diào)換、修改、重裝、再測試，在你獲得安靜以前，可能要重復100次。開始試驗每個部件，然后調(diào)整整個系統(tǒng)。
展開 極地科考破冰船水下輻射噪聲分析
由于有些科考破冰船采用全方位推進裝置, 其螺旋槳噪聲應(yīng)擴展到水下推進器的整體噪聲, 而且這類噪聲往往是控制的重點和難點。其中, 水動力噪聲又稱作流噪聲, 屬于流體動力學噪聲的一種, 是船舶在海面運動時形成的水流內(nèi)部應(yīng)力和船體與水流之間壓力共同作用的結(jié)果, 其中包含由于船體曲面或附體在運動中激起的下泄氣泡以及渦流帶來的噪聲, 如圖4所示。機械噪聲由主機、輔機等精密船載設(shè)備產(chǎn)生, 主要集中在低頻段, 但由于其成分較為復雜, 且海洋背景噪聲大多為低頻, 因而實際提取識別時較為困難, 針對主機振動噪聲的分析如圖5所示。螺旋槳噪聲是指高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳在水中振動輻射產(chǎn)生的聲波, 其中包含螺旋槳空化噪聲及螺旋槳葉片振動引發(fā)的噪聲, 如圖6所示, 如果采用安裝于船尾、浸沒于水中的全方位推進裝置, 這類推進器噪聲除了螺旋槳噪聲以外, 還有推動螺旋槳旋轉(zhuǎn)的水下推進電機或齒輪傳遞的噪聲。
圖4 船體水動力噪聲渦流分析示意圖
圖5 主機振動噪聲分析示意圖
圖6 針對螺旋槳噪聲的空泡試驗示意圖
影響水下輻射噪聲的全方位推進裝置有吊艙全回轉(zhuǎn)推進器、齒輪全回轉(zhuǎn)推進器和直葉槳推進器等。這類推進裝置一般安裝在科考船、破冰船和海洋工程船等船型的尾部作為主推進器。它們有個共同的特點, 即利用船尾水下安裝的特殊形式實現(xiàn)常規(guī)螺旋槳與舵的聯(lián)合控制, 使其具備“舵槳合一”功能。這一特點導致水下輻射噪聲級別和頻率范圍不同于常規(guī)螺旋槳。采用此類推進裝置的船型, 在建造設(shè)計之初就必須重點關(guān)注水下推進器的噪聲并嚴格加以控制。
展開 韓梅等：水下聲學浮標南中國海海洋環(huán)境噪聲實測分析
一
數(shù)據(jù)來源與試驗說明
⒈水下聲學浮標
本文通過在現(xiàn)有中船710所“HM2000”多剖面浮標平臺基礎(chǔ)上集成聲學測量系統(tǒng)，研制出了一種具有海洋環(huán)境噪聲監(jiān)測能力的“G-Argo”水下聲學浮標平臺，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，主要由北斗天線、矢量水聽器、水聲信號處理機、浮標主體和浮標底座組成，其中水聲信號處理機主要完成矢量水聽器接收信號的采集、存儲和處理，由浮標主體控制其工作策略。圖2實線給出了水下聲學浮標聲學測量系統(tǒng)聲壓通道(本文所處理數(shù)據(jù)為聲學系統(tǒng)聲壓通道采集)自噪聲譜級，為了比較，圖中同時給出了Knudsen曲線在海況0級(SS0)、1級(SS1)、3級(SS0)和6級(SS6)條件下的海洋環(huán)境噪聲譜級，由圖2可以看出，水下聲學浮標聲學測量系統(tǒng)在整個頻率范圍內(nèi)自噪聲譜級均小于0級海況海洋環(huán)境噪聲，因此聲學系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)可有效評估海洋環(huán)境噪聲特性。圖3給出了“G-Argo”水下聲學浮標海洋環(huán)境噪聲監(jiān)測流程圖，水下聲學浮標可多次上浮、下潛，具備原位坐底和定深漂流兩種工作模式，其海上連續(xù)工作時長則與海洋環(huán)境噪聲采樣策略和自動上浮通信周期有關(guān)，一般能夠?qū)崿F(xiàn)海上連續(xù)觀測時長多達幾個月。
展開 LMS Virtual.Lab風扇(水下螺旋槳)噪聲經(jīng)典論文
目前不少朋友做風扇噪聲（包括水下螺旋槳），在這里跟大家共享兩篇非常經(jīng)典的論文，一篇是楊瓊方、王永生老師做的水下螺旋槳噪聲計算的，另一篇是一AIAA的論文，里面對理論講得非常詳細！需要做這方面的朋友，一定要看看這兩篇論文！
論文下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=1674202074&uk=1560578551
另外，在VL12里面也即將推出葉輪機械寬頻噪聲算法，到時候我和lengxuef把相關(guān)資料再發(fā)到論壇上供大家學習！
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發(fā)電機等電力設(shè)備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態(tài)電磁力作為結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數(shù)為4，定子齒數(shù)為24個，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為1500rpm，求電磁振動產(chǎn)生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態(tài)電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應(yīng)分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網(wǎng)站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關(guān)閉）按鈕將其關(guān)閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設(shè)置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 直播課程 | 機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領(lǐng)域的應(yīng)用
01/直播主題&時間
機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領(lǐng)域的應(yīng)用
12月23日（星期三）14:00~15:00
02/您所期待的內(nèi)容
基于機器學習的智能實時仿真
振動聲學與氣動聲學典型問題分析
LMS Virtual.Lab風扇(含水下螺旋槳)噪聲經(jīng)典論文
目前不少朋友做風扇噪聲（包括水下螺旋槳），在這里跟大家共享兩篇非常經(jīng)典的論文，一篇是楊瓊方、王永生老師做的水下螺旋槳噪聲計算的，另一篇是一AIAA的論文，里面對理論講得非常詳細！需要做這方面的朋友，一定要看看這兩篇論文！
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另外，在VL12里面也即將推出葉輪機械寬頻噪聲算法，到時候我和lengxuef把相關(guān)資料再發(fā)到論壇上供大家學習！
展開 機器設(shè)備噪聲測試的新方法--振動法測噪聲
一.引言
對機器設(shè)備噪聲測量最通常的方法是用聲級計進行聲壓級測量，然而在不少場合，這種人們十分熟悉的方法卻顯得無能為力。例如：在正在運行的多臺機器的機房里，需要測定各臺機器的噪聲時；或者要在生產(chǎn)成品的流水線上逐臺檢測每臺產(chǎn)品的噪聲時，都會由于其他聲源的影響以及反射聲的傳入使得聲級計無法顯示被測產(chǎn)品直接輻射的噪聲。隨著科技的發(fā)展，人們自然想到了聲強法。但是目前聲強法的測試儀器較貴，而且測試又較復雜，仍處于研究階段。于是，人們對聲波的測試開展了振動法的研究。希望通過測量機器表面振動量的方法來確定機器所輻射的噪聲量，通常稱為空氣噪聲的振動測試法。多年理論分析和應(yīng)用研究的結(jié)果表明，這是一種十分簡便而有效的方法。在十分惡劣的環(huán)境條件下，幾乎可以不受環(huán)境噪聲和反射聲的影響，用一種特殊計權(quán)的測振儀就可通過測定機器表面的振動量，來確定其噪聲輻射值。目前這種方法已成功地用于生產(chǎn)實際。
采用測振法在生產(chǎn)現(xiàn)場測試產(chǎn)品的噪聲是在其他方法都無法簡便、迅速、經(jīng)濟和準確的解決產(chǎn)品現(xiàn)場噪聲檢測的情況下而提出的。西德、美國等國家開展此項技術(shù)研究已有多年了，德國BBC公司花費了十幾馬克研究振動法，并成功地將此項技術(shù)用于接觸器的現(xiàn)場噪聲檢測上。美國經(jīng)過多年的研究，已在海軍MIL標準中規(guī)定用振動法測定微電機的噪聲。國際ISO標準化組織已公布了測振法標準技術(shù)文件。
我國是在七十年代末期開始探討測振法的。
展開 整車電機振動噪聲：某混合動力汽車電機噪聲分析和降噪設(shè)計
以某開發(fā)過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象，針對其開發(fā)過程中出現(xiàn)的電機高頻噪聲過大問題，采取正向設(shè)計方法進行優(yōu)化，提升了該電機的NVH性能，其聲品質(zhì)有大幅提高。研究內(nèi)容對工程實際具有指導意義。
關(guān)鍵詞
：混合動力電動汽車；NVH；電機
0 引言
混合動力電動汽車與傳統(tǒng)汽車相比結(jié)構(gòu)差異較大．傳動系統(tǒng)及其運行模式作了改變。致使整車的振動噪聲與傳統(tǒng)車相比具有新特點，傳動系統(tǒng)在不同模式下表現(xiàn)出不同的NVH問題【I‘]，使得振動噪聲的控制更為復雜。較低的背景噪聲使得原來傳統(tǒng)汽車中被掩蓋的噪聲凸顯出來，電機的高頻電磁噪聲會嚴重降低車內(nèi)噪聲的聲音品質(zhì)，同時降低乘坐舒適性。另外。電機的高扭矩和高轉(zhuǎn)速特性對齒輪系統(tǒng)的高頻嘯叫噪聲控制提出了新挑戰(zhàn)，電動汽車動力總成振動噪聲問題不單單是發(fā)動機和變速器的結(jié)構(gòu)噪聲和燃燒噪聲問題．傳動結(jié)構(gòu)的變化導致發(fā)動機、電機、齒輪系統(tǒng)之間耦合振動更為復雜。目前針對電動汽車NVH研究的相關(guān)文獻較少。振動噪聲設(shè)計應(yīng)該是正向設(shè)計而不是逆向設(shè)計。振動噪聲問題應(yīng)該在設(shè)計階段就進行杜絕和優(yōu)化，而不是出廠和售后問題。文中以某開發(fā)過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象．對其開發(fā)過程中電機高頻噪聲過大問題進行正向設(shè)計，采取優(yōu)化措施。提升了該電機的NVH性能。其聲品質(zhì)有大幅提高，對工程實際有指導意義。
1 問題描述及NVH測試
該車型的動力傳動系由發(fā)動機、行星齒輪系統(tǒng)、主電機、電池組、后驅(qū)電機組成。樣車在試車階段純電動模式驅(qū)動。電機轉(zhuǎn)速6250r／min時，駕駛室存在高頻電磁噪聲，車內(nèi)噪聲主觀評價較差，聲品質(zhì)較差；另外起步階段電機的高頻電磁噪聲同樣較大。該電機為8極48槽(極對數(shù)p=4)同步電機，該混合動力汽車的動力傳動系簡圖如圖1所示。
展開 電機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、家電電機等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質(zhì)的核心指標，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機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、家電電機等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質(zhì)的核心指標，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩(wěn)定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎(chǔ)部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩(wěn)定基準，是優(yōu)化NVH測試精度與效率的關(guān)鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用，融入電機噪聲測試平臺、振動測試基準平臺等高頻關(guān)鍵詞，為NVH測試方案優(yōu)化提供技術(shù)參考。
電機NVH測試的核心痛點是“信號干擾導致測試失真”。噪聲振動信號本身具有微弱性、高頻性特點，測試過程中，電機運行產(chǎn)生的振動易引發(fā)測試基準變形，車間環(huán)境噪聲、地面振動、其他設(shè)備運行干擾等，也會混入測試信號，導致真實的電機NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺通過科學的結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計，從根源上優(yōu)化測試環(huán)境，為準采集NVH信號筑牢基礎(chǔ)。
鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用，主要通過三大核心價值實現(xiàn)，為NVH測試優(yōu)化提供關(guān)鍵支撐。其一，高剛性結(jié)構(gòu)保障測試基準穩(wěn)定。平臺主體選用HT250強度灰鑄鐵或QT600球墨鑄鐵，經(jīng)高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應(yīng)力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+十字交叉加密筋板”設(shè)計，筋板厚度≥25mm，臺面厚度≥100mm，在電機振動載荷作用下，臺面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩(wěn)定的基準面可避免電機安裝位置偏移，確保振動傳感器采集的信號真實反映電機本身振動特性，減少基準變形導致的測試誤差。
其二，優(yōu)異阻尼特性抑振動干擾。
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