曙海教學優勢
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培訓目標
1.?掌握振動噪聲基礎理論：理解噪聲分類、產生機理、傳播路徑及聲源識別方法。
2.?場景化問題解決能力：針對管道、壓縮機、無刷電機等典型場景，掌握傳統降噪方法與仿真優化技術。
3.?仿真工具應用能力：通過ANSYS軟件實現振動噪聲預測、分析與優化。
培訓內容與模塊
模塊1：振動噪聲基礎理論
1.噪聲分類與發生原理
l?按來源分類：機械噪聲（結構振動輻射）、空氣動力噪聲（流體湍流/沖擊）、電磁噪聲（變壓器/電機）。
l?按頻譜特征分類：窄帶噪聲（齒輪嚙合）、寬帶噪聲（湍流）、隨機噪聲（環境干擾）。
2.噪聲傳播路徑與聲源識別
l?傳播路徑：結構傳播（振動通過機架輻射）、空氣傳播（直接聲波輻射）。
l?聲源識別方法：
1)?近場掃描（加速度傳感器/聲強探頭定位）
2)?頻譜分析（主頻/諧波成分分析）
3)?模態分析（共振頻率與結構振動關聯）
l?常見的幾類電子及家電產品的噪聲及振動特點分析：空調、干手機、電吹風、洗衣機、剃須刀、加濕器等
模塊2：典型場景振動噪聲問題解析與解決方案
場景1：空調管路振動噪聲控制
1.理論部分
l?噪聲來源：流體湍流（雷諾數>4000）、閥門/彎頭處流固耦合振動、管道共振（固有頻率與激勵頻率重合）。
l?關鍵參數：流速、管徑、支撐剛度、阻尼系數。
2.傳統解決方法
l?結構優化：增加管道壁厚、設置彈性支撐（橡膠減振器）、優化彎頭曲率半徑（降低沖擊損失）。
l?流體優化：降低流速、安裝消聲器（擴張室/共振腔型）、避免流道突變。
3.仿真技術方法及解決方案
l?CFD+CAE聯合仿真：
1)?ANSYS Fluent模擬流體湍流特性，提取脈動壓力載荷。
2)?ANSYS Mechanical計算管道結構振動響應，分析模態疊加效應。
l?優化案例：通過管路優化設計，降低振動噪聲4dB。
場景2：壓縮機振動噪聲控制
1.理論部分
l?噪聲來源：
1)?機械噪聲：活塞往復運動沖擊、軸承滾珠缺陷、電機電磁力波動。
2)?空氣動力噪聲：閥片開閉沖擊、氣缸內氣體脈動。
l?關鍵參數：轉速、壓縮比、閥片質量、殼體剛度。
2.傳統解決方法
l?機械降噪：
1)?優化閥片材料（鈦合金替代不銹鋼，降低沖擊噪聲）。
2)?增加殼體加強筋，提升剛度（一階固有頻率提高20Hz）。
l?空氣動力降噪：安裝消聲排氣閥、優化進排氣管道長度（避免壓力波反射）。
3.仿真技術手段及解決方案
l?Ansys Workbench集成仿真方案：
1)?Fluent：計算流體激勵過程；
2)?Mechanical：結構模態及諧響應分析，仿真評估分析壓縮機殼體振動。
l?優化案例：通過優化某型號壓縮機，實現某冰箱壓縮機噪聲降低4dB(A)。
場景3：無刷電機振動噪聲控制
1.理論部分
l?噪聲來源：
1)?電磁噪聲：定子齒槽效應、磁致伸縮、PWM調制諧波。
2)?機械噪聲：軸承滾動體損傷、轉子動不平衡。
l?關鍵參數：極槽配合、氣隙長度、PWM載波頻率、軸承預緊力。
2.傳統解決方法
l?電磁優化：采用斜極/斜槽設計（削弱齒槽轉矩脈動）、優化PWM調制策略（隨機載波頻率）。
l?機械優化：選用低噪聲軸承（陶瓷球軸承）、增加轉子阻尼環（降低高頻振動）。
3.仿真技術方法及解決方案
l?電磁-結構-聲耦合仿真：
ANSYS Maxwell計算電磁力分布，導入Mechanical進行結構振動響應分析。
l?優化案例：通過優化極槽配合（12槽8極→12槽10極），某無人機電機電磁噪聲降低5dB(A)。
模塊3：振動噪聲仿真技術實操
1.仿真軟件操作
l?ANSYS Workbench：
1)?管道-流體-結構耦合建模（Fluent+Mechanical）。
2)?電機電磁-振動-噪聲聯合仿真（Maxwell+Mechanical+LMS）。
2.仿真流程與技巧
l?邊界條件設置（如流體入口湍流強度、電機負載轉矩）。
l?網格劃分策略（結構化網格用于薄壁件，非結構化網格用于復雜流道）。
l?后處理技巧（頻譜分析、聲壓級云圖、貢獻量分析）。
模塊4：振動噪聲測試與驗證
1.測試方法與設備
l?振動測試：三向加速度傳感器（PCB 356A15）、激光測振儀（Polytec PSV-500）。
l?噪聲測試：人工頭麥克風（Brüel & Kj?r 4100D）、半消聲室（背景噪聲<15dB(A)）。
2.測試-仿真聯合驗證
l?對比測試數據與仿真結果（如頻譜主頻誤差<5%）。
l?通過參數化掃描（如改變管道支撐剛度）驗證仿真模型準確性。
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