[發(fā)明專利]基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211297691.7
• 申請日: 2022-10-22
• 公開（公告）號: CN115544692A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃惠;孟祥銘;羅遠(yuǎn)明;陳旭;陳淑梅;杜恒;李雨錚
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/10
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學(xué)俊

1.基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，用于液壓軸向柱塞馬達(dá)，其特征在于：包括如下步驟：

步驟S1、通過建立液壓軸向柱塞馬達(dá)的聲、流、固耦合模型，獲取馬達(dá)的配流盤、軸承座、柱塞、主軸的高頻激振源數(shù)據(jù)以及耦合馬達(dá)內(nèi)部受到的壓力沖擊、流量脈動(dòng)的激振源數(shù)據(jù)；

步驟S2、耦合模型以高頻碰撞激振源數(shù)據(jù)與流體沖擊激振源數(shù)據(jù)為輸入，分析傳遞路徑，獲取振動(dòng)信息傳遞至馬達(dá)外殼體并引發(fā)液壓馬達(dá)殼體表面振動(dòng)響應(yīng)特性數(shù)據(jù)；

步驟S3、耦合模型以液壓軸向柱塞馬達(dá)殼體表面振動(dòng)響應(yīng)特性數(shù)據(jù)為輸入，通過瞬態(tài)直接邊界元法，獲取液壓馬達(dá)壁板對噪聲的貢獻(xiàn)度分析；

步驟S4、基于貢獻(xiàn)度分析得到馬達(dá)不同部位壁板對噪聲的貢獻(xiàn)度，確定用于減振降噪的自由阻尼層的敷設(shè)位置，達(dá)到減振降噪的目的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，其特征在于：所述步驟S1包括以下步驟：

步驟S11、借助瞬態(tài)流場分析軟件，依據(jù)液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，建立瞬態(tài)流場模型，擬合液壓馬達(dá)中運(yùn)動(dòng)部件在瞬態(tài)流場分析中的動(dòng)力學(xué)函數(shù)；

步驟S12、依托動(dòng)力學(xué)函數(shù)，獲取液壓馬達(dá)由于柱塞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引發(fā)的流體沖擊激振源數(shù)據(jù)和液壓馬達(dá)中運(yùn)動(dòng)部件慣性力數(shù)據(jù)；

步驟S13、將運(yùn)動(dòng)部件慣性力數(shù)據(jù)導(dǎo)入液壓馬達(dá)的剛體動(dòng)力學(xué)模型，獲取碰撞激振源數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，其特征在于：所述步驟S11具體實(shí)現(xiàn)如下：

步驟S111、基于Pumplinx流場仿真分析平臺和二叉樹方法的笛卡爾數(shù)值網(wǎng)格劃分技術(shù)劃分瞬態(tài)流場網(wǎng)格；

步驟S112、通過瞬態(tài)流場仿真，將瞬態(tài)流體域加入運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)力學(xué)方程之中，從而擬合液壓馬達(dá)中運(yùn)動(dòng)部件在瞬態(tài)流場分析中的動(dòng)力學(xué)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)流固耦合并得到流固耦合模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，其特征在于：所述步驟S12具體方法為：依托運(yùn)動(dòng)部件在瞬態(tài)流場分析中的動(dòng)力學(xué)函數(shù)，借助S112得到的流固耦合模型，獲取液壓馬達(dá)由于配流沖擊所得到的激振源數(shù)據(jù)，并導(dǎo)出步驟S11中運(yùn)動(dòng)部件的慣性力數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，其特征在于：所述步驟S1還包括以下步驟；

步驟S14：創(chuàng)建接觸模型；

步驟S15：實(shí)現(xiàn)流固激振源的耦合，獲取振動(dòng)激振源力學(xué)特性數(shù)據(jù)；

所述步驟S13在創(chuàng)建液壓馬達(dá)的剛體動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，設(shè)置材料屬性，添加約束關(guān)系；

所述步驟S12的瞬態(tài)流場仿真中流體信息包含于下列方程之中：

連續(xù)性方程：

動(dòng)量方程：

式中σ和Ω(t)表示控制體的表面積和體積，表示控制體表面的垂直向量，ρ表示流體的密度，p表示流體的壓力，和表示速度矢量和表面運(yùn)動(dòng)速度，對于牛頓流體，剪應(yīng)力張量表示為：

式中u_i表示矢量速度的分量，δ_ij表示克羅內(nèi)克函數(shù)；

步驟S15激振源力學(xué)特性的公式表述包括：

式中v_p和a_p表示柱塞的速度和加速度，R為主軸球窩分布圓半徑，ψ表示主軸盤轉(zhuǎn)角，γ為馬達(dá)缸體擺角，表示錐形柱塞的初始傾角，表示柱塞的傾角，L表示柱塞長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，其特征在于：所述步驟S2具體實(shí)現(xiàn)如下：

步驟S21、基于ANSYS Workbench有限元仿真平臺，對液壓馬達(dá)進(jìn)行模態(tài)分析；

步驟S22、基于有限元仿真平臺分析各激振源的傳遞路徑；

步驟S23、基于ANSYS Workbench有限元仿真平臺中ANSYS Harmonic Response分析模塊，在液壓馬達(dá)配流盤、進(jìn)油口、出油口導(dǎo)入流體沖擊激振源響應(yīng)數(shù)據(jù)，在軸承座、柱塞腔導(dǎo)入高頻碰撞激振源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)流、固激振源的耦合，得到流、固激振源耦合作用下的液壓馬達(dá)殼體表面振動(dòng)響應(yīng)特性數(shù)據(jù)。