VSV300旋片真空泵排氣和機械振動噪聲的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著旋片泵應(yīng)用的日益廣泛，用戶對旋片泵的振動和噪聲提出越來越高的要求，對旋片泵減振降噪成為當(dāng)務(wù)之急。本文以浙江飛越機電有限公司的VSV300旋片泵為研究對象，采用流固耦合技術(shù)、聲學(xué)有限元法、聲學(xué)邊界元法和虛擬樣機技術(shù)對旋片泵排氣過程中的氣動噪聲、限位板振動噪聲和油箱振動噪聲進(jìn)行模擬，得到了各種噪聲的相關(guān)特征，并針對噪聲較大的氣動噪聲進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
　　論文針對VSV300旋片泵的特點，建立了三旋片傾斜放置旋片泵的基元容積、入口壓力

2、、排氣速度隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律;利用CFX和Workbench中的瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊對氣動模型和限位板進(jìn)行雙向流固耦合，得到二者的壓力和速度分布云圖。
　　利用Virtual.Lab Acoustic軟件的聲學(xué)有限元法對排氣過程中的氣動噪聲進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)在低頻區(qū)域的聲功率級較大，在高頻區(qū)域聲功率級頻率響應(yīng)曲線的尖點較多;另外，在氣動模型上建立5個對噪聲貢獻(xiàn)量較大的測點進(jìn)行噪聲特點分析，通過觀察各測點處的聲功率級頻率曲線發(fā)現(xiàn)各測點在低頻時

3、的聲壓級值都很高，在高頻時各測點的聲壓級值有較大差異:在測點1（防返油孔）處的高頻聲壓值相對較大，幾乎在整個頻率范圍內(nèi)的聲壓值都在75dB以上;測點3（泵腔）處的尖點較多，且尖點處的聲壓值都很高，說明該處產(chǎn)生的噪聲較尖銳;測點2（排氣孔）處大體上呈先增加后減小的趨勢;測點4（油箱擋板）和測點5（模型突出部）處的聲壓分布比較相似，聲壓級值都相對較小。
　　利用聲學(xué)邊界元法對限位板的振動噪聲進(jìn)行研究，通過觀察限位板表面和場點處的聲功率

4、級頻率響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)限位板的振動噪聲不大，在整個頻率范圍內(nèi)的聲功率級都在20dB以下。另外，在限位板的端部和根部各取兩點，經(jīng)對比較兩點處的聲功率級頻率響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)限位板端部的振動噪聲高于根部。
　　論文利用聲學(xué)邊界元法對油箱的振動噪聲進(jìn)行了研究，先利用ADAMS軟件對建立的虛擬樣機模型進(jìn)行仿真，得到了油箱的激振力，然后利用聲學(xué)邊界元法得到了油箱的振動位移和振動噪聲的分布特征。觀察油箱的振動位移云圖發(fā)現(xiàn)在低頻處振幅較大，高頻處振幅較小

5、;觀察油箱的聲功率級頻率響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)，噪聲分布基本上呈先減小后增加的趨勢，這是由于振動噪聲主要與振幅和頻率相關(guān)，低頻處振幅較大，而高頻處的頻率較高。
　　最后，對噪聲較大的氣動噪聲部分進(jìn)行了兩種針對流道的改進(jìn)，通過對VSV300原模型、無防返油孔的原模型、無防返油孔的按方案1改進(jìn)模型、有防返油孔的按方案2改進(jìn)模型、有防返油孔的按方案1改進(jìn)模型等比較發(fā)現(xiàn)，兩種方案都可以顯著降低噪聲，但其互有優(yōu)劣，需根據(jù)實際工況擇優(yōu)改進(jìn);另外，對防返