[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

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• 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）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: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學(xué)俊

本發(fā)明提出基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，包括如下步驟：步驟S1、通過建立聲、流、固耦合模型，獲取配流盤、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、流量脈動的激振源數(shù)據(jù)；步驟S2、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，獲取振動信息傳遞至馬達(dá)外殼體并引發(fā)殼體表面振動響應(yīng)特性數(shù)據(jù)；步驟S3、以殼體表面振動響應(yīng)特性數(shù)據(jù)為輸入，獲取壁板對噪聲的貢獻(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，確定自由阻尼層的敷設(shè)位置；本發(fā)明能快速實現(xiàn)液壓馬達(dá)的不同壁板對于噪聲輻射的貢獻(xiàn)分析，獲取阻尼層最優(yōu)敷設(shè)位置，實現(xiàn)自由阻尼層優(yōu)化下的減振降噪。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液壓馬達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法。

背景技術(shù)

液壓馬達(dá)具有高功率重量比、大扭矩、耐高壓驅(qū)動等特點，是廣泛應(yīng)用于各種惡劣工況下作業(yè)的工程機(jī)械，作為液壓系統(tǒng)關(guān)鍵的執(zhí)行元件，也是液壓系統(tǒng)主要的振動與噪聲貢獻(xiàn)來源之一，其工作狀態(tài)直接影響負(fù)載運行的穩(wěn)定性和可靠性。因此，對于液壓柱塞馬達(dá)，提升性能，降低噪聲是液壓研究領(lǐng)域的一個重點。

液壓馬達(dá)的振動噪聲是影響其性能和工作壽命，以及工作人員工作狀態(tài)的重要參數(shù)，在液壓馬達(dá)的工作階段，要盡可能對其進(jìn)行降噪處理。然而，目前國內(nèi)外對于液壓馬達(dá)的減振降噪研究局限于：

(1)對于液壓馬達(dá)內(nèi)部流道、阻尼槽進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對于加工完成的液壓馬達(dá)無法進(jìn)行優(yōu)化；

(2)對于液壓馬達(dá)外殼進(jìn)行材料的拓?fù)鋬?yōu)化，更改馬達(dá)殼體的結(jié)構(gòu)，對于加工完成的液壓馬達(dá)無法進(jìn)行優(yōu)化；

(3)對于液壓馬達(dá)外殼進(jìn)行阻尼層的全敷設(shè)，可以減振降噪，但浪費阻尼材料且過大增加馬達(dá)的質(zhì)量，對于馬達(dá)性能有所減弱的同時，不符合綠色發(fā)展的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出基于壁板貢獻(xiàn)度的液壓馬達(dá)自由層阻尼優(yōu)化減振降噪方法，能準(zhǔn)確實現(xiàn)液壓馬達(dá)的聲、流、固耦合模型，準(zhǔn)確獲得流體激振源與機(jī)械振動激振源，快速實現(xiàn)液壓馬達(dá)的壁板貢獻(xiàn)度分析，實現(xiàn)自由阻尼層優(yōu)化下的減振降噪，保護(hù)液壓馬達(dá)工作環(huán)境下工人的聽覺健康，延長液壓馬達(dá)的使用壽命。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

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)，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。

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)的運動特點，建立瞬態(tài)流場模型，擬合液壓馬達(dá)中運動部件在瞬態(tài)流場分析中的動力學(xué)函數(shù)；

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

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

所述步驟S11具體實現(xiàn)如下：