一种基于驾驶室隔声量分析的驾驶室设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于驾驶室隔声量分析的驾驶室设计方法，包括以下步骤：1)建立驾驶室总成的CAD模型，并对其进行网格划分，建立驾驶室总成有限元模型；2)基于驾驶室总成有限元模型建立驾驶室内部声场和驾驶室外部声场；3)根据当前设计图纸中密封条的形状建立密封条的结构有限元模型，并以设定的压缩量对密封条进行非线性静态压缩；4)建立声固声三域耦合模型；5)计算驾驶室的隔声量；6)判断当前驾驶室的隔声量是否满足设计要求，若是，则以当前设计图纸作为驾驶室最终结构输出，若否，则修改设计图纸中密封条的形状和压缩量，返回步骤3)。与现有技术相比，本发明专利技术具有可降低驾驶室内部噪声、提高驾驶室隔声量和密封性能等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，包括以下步骤：1)建立驾驶室总成的CAD模型，并对其进行网格划分，建立驾驶室总成有限元模型；2)基于驾驶室总成有限元模型建立驾驶室内部声场和驾驶室外部声场；3)根据当前设计图纸中密封条的形状建立密封条的结构有限元模型，并以设定的压缩量对密封条进行非线性静态压缩；4)建立声固声三域耦合模型；5)计算驾驶室的隔声量；6)判断当前驾驶室的隔声量是否满足设计要求，若是，则以当前设计图纸作为驾驶室最终结构输出，若否，则修改设计图纸中密封条的形状和压缩量，返回步骤3)。与现有技术相比，本专利技术具有可降低驾驶室内部噪声、提高驾驶室隔声量和密封性能等优点。【专利说明】
本专利技术涉及一种机械结构设计方法，尤其是涉及。
技术介绍
随着技术的进步，工业化水平不断提高，工程机械的应用在各行各业中非常广泛。人们对工程机械的要求越来越高，已经不仅仅局限在作业效率和可靠性等指标，对工程机械的舒适性和振动噪声控制的要求也越来越高。在这样的背景下，工程机械的噪声问题受到了各重工企业的普遍重视。噪声污染已经与水污染、大气污染共同成为世界范围内的三大环境问题。随着房地产、高铁等支柱产业的快速发展，工程机械噪声污染逐渐成为城市环境噪声的主要组成部分，严重地影响了人们的工作和生活。工程机械的驾驶室内部噪声不仅对驾驶员自我感觉和工作能力产生消极的影响，而且会导致健康严重失调、疲劳、早期失聪、高血压、神经疾病等问题。过强的噪声也会对人的听觉系统造成损害，工作人员如果长期处于86dB(A)的噪声环境中，听力就会受到损伤；而90(^(4)以上的噪声则可导致耳聋或严重失聪；人耳对强噪声的短期极限承受限度为125dB(A)左右。噪声控制也关系到工程机械工作的平顺性、耐久性和安全性。因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的，既要减小振动，降低噪声，又要提高乘坐舒适性，保证产品的经济性，使工程机械的噪声控制在标准范围之内。早在1993年，一部分国产装载机因噪声过高，北京市交管局不发给使用牌照，购买单位纷纷要求退货， 使工程机械生产企业受到了一次强烈的冲击。1984年，原机械工业部颁发了 JB3774-1984《工程机械噪声限值》;1990年国家环保局颁布了 GB12523-90《建筑施工场界噪声限值》。在以上基础上，参照IS0/DIS6393-6396:1995，1996年颁布了国家标准GB16710.1-1996《工程机械噪声限值》，该标准规定的限值作为现阶段我国工程机械产品的最低指标，作为强制性标准发布实施。以挖掘机为例，驾驶室内部司机位置处的噪声限制为92dB(A) ο 2010年我国发布了新的标准:GB16710-2010《土方机械噪声限值》，该标准已于2012年I月I日起正式实施。以挖掘机为例，在I阶段(2012-01-01起实施)驾驶室内部司机位置处的噪声限值为83dB(A)，在II阶段(2015-01-01起实施)驾驶室内部司机位置处的噪声限值为SOdB(A)。由此可见，对驾驶员耳旁噪声的要求越来越严格。根据噪声产生和传播的机理，可以把噪声控制技术分为以下三类:一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制，三是对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪声的激振力及降低发动机部位对激振力的响应等，即改造振源和声源。但是在噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可降低驾驶室内部噪声、提高驾驶室隔声量和密封性能的基于驾驶室隔声量分析的驾驶室设计方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:—种基于驾驶室隔声量分析的驾驶室设计方法，所述的驾驶室包括驾驶室总成和密封条，所述的设计方法包括以下步骤:I)根据驾驶室的设计图纸建立驾驶室总成的CAD模型，并对其进行网格划分，建立驾驶室总成有限元模型；2)基于驾驶室总成有限元模型建立驾驶室内部声场和驾驶室外部声场；3)根据当前设计图纸中密封条的形状建立密封条的结构有限元模型，并以设定的压缩量对密封条进行非线性静态压缩，获得受压变形后的密封条有限元模型；4)将驾驶室总成有限元模型、驾驶室内部声场、驾驶室外部声场和受压变形后的密封条有限元模型进行耦合，建立声固声三域耦合模型；5)根据步骤4)建立的声固声三域耦合模型计算驾驶室的隔声量；6)判断当前驾驶室的隔声量是否满足设计要求，若是，则以当前设计图纸作为驾驶室最终结构输出，若否，则修改设计图纸中密封条的形状和压缩量，返回步骤3)。所述的密封条的结构有限元模型采用Mooney-Rivlin模型。所述的步骤5)中计算驾驶室的隔声量具体包括以下步骤:51)将驾驶室外部声场定义为混响声场；52)在驾驶室内部声场中设置一个吸声面,将声波无反射的吸收；53)根据驾驶室外表面的面积计算入射声波的声功率Wi:【权利要求】1.，所述的驾驶室包括驾驶室总成和密封条，其特征在于，所述的设计方法包括以下步骤: 1)根据驾驶室的设计图纸建立驾驶室总成的CAD模型，并对其进行网格划分，建立驾驶室总成有限元模型； 2)基于驾驶室总成有限兀模型建立驾驶室内部声场和驾驶室外部声场； 3)根据当前设计图纸中密封条的形状建立密封条的结构有限元模型，并以设定的压缩量对密封条进行非线性静态压缩，获得受压变形后的密封条有限元模型； 4)将驾驶室总成有限兀模型、驾驶室内部声场、驾驶室外部声场和受压变形后的密封条有限元模型进行耦合，建立声固声三域耦合模型； 5)根据步骤4)建立的声固声三域耦合模型计算驾驶室的隔声量； 6)判断当前驾驶室的隔声量是否满足设计要求，若是，则以当前设计图纸作为驾驶室最终结构输出，若否，则修改设计图纸中密封条的形状和压缩量，返回步骤3)。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的密封条的结构有限元模型采用Mooney-Rivlin模型。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的步骤5)中计算驾驶室的隔声量具体包括以下步骤: 51)将驾驶室外部声场定义为混响声场； 52)在驾驶室内部声场中设置一个吸声面,将声波无反射的吸收； 53)根据驾驶室外表面的面积计算入射声波的声功率Wi: 4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的步骤6)中的设计要求为GB16710-2010标准。【文档编号】G06F17/50GK103970916SQ201310032033【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月28日 优先权日:2013年1月28日 【专利技术者】高云凯, 冯建华, 冯海星, 赵森军, 钟大伟 申请人:同济大学, 上海彭浦机器厂有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于驾驶室隔声量分析的驾驶室设计方法，所述的驾驶室包括驾驶室总成和密封条，其特征在于，所述的设计方法包括以下步骤：1)根据驾驶室的设计图纸建立驾驶室总成的CAD模型，并对其进行网格划分，建立驾驶室总成有限元模型；2)基于驾驶室总成有限元模型建立驾驶室内部声场和驾驶室外部声场；3)根据当前设计图纸中密封条的形状建立密封条的结构有限元模型，并以设定的压缩量对密封条进行非线性静态压缩，获得受压变形后的密封条有限元模型；4)将驾驶室总成有限元模型、驾驶室内部声场、驾驶室外部声场和受压变形后的密封条有限元模型进行耦合，建立声固声三域耦合模型；5)根据步骤4)建立的声固声三域耦合模型计算驾驶室的隔声量；6)判断当前驾驶室的隔声量是否满足设计要求，若是，则以当前设计图纸作为驾驶室最终结构输出，若否，则修改设计图纸中密封条的形状和压缩量，返回步骤3)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高云凯，冯建华，冯海星，赵森军，钟大伟，
申请(专利权)人：同济大学，上海彭浦机器厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31