评估评估厚度对性能的的

作者图像

作者Linus Fagerberg

客人
2017年10月3日

来自设计轻度设计公司公司客座客座linus fagerberg将将将上一一博客的的,讨论讨论声音器壳厚度的的

在文,我们我们用于于性能各各种实体其中其中一一个一个个个个很很重要的参数参数是是参数参数是是是参数参数参数参数是的重要的的的的我们看到看到如何影响的性能性能

分析壳分析壳如何影响的声学声学

我们使用篇博客中定义的的设置设置执行执行,来执行参数化执行执行执行执行执行参数化参数化观察壳厚度厚度厚度厚度变化变化变化变化变化变化对对对对对消声器消声器消声器消声器消声器消声器的的的的影响影响影响。。影响影响影响影响。。。。。。基础基础厚度,((((再见))为为为为评估不同壳厚度下大气声发射提供提供了了一一一

带带消声器几何结构横。
消声器几何结构的等轴测视图

图1.消声器消声器和学域学域横截面和和轴测视图轴测视图

传输:从从入口出口出口

从消声器到出口的的损耗损耗损耗损耗(((((损耗loss与与与一一篇博客文章中中定义:

tl = 10 \ cdot log_ {10} \ frac {p_ {in}} {p_ {out}}

其中,,p是是入口,,p出去是消声器出口的声功率。pp出去分别取决于取决于的p和出口的p出去

在研究,我们我们计算了壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度的的的从从到到到到出口出口出口出口传输的传输的出口损耗。2

不同不同厚度下消声器的传输损耗图
图2.壳厚度t为0.5 mm 、1 mm和2mm时时从入口传输传输传输。

1 mm的在模型在模型模型下下壳((((之前之前((((在在在在在在在壳厚度壳厚度在壳厚度在在壳厚度为壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度为在在壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度为在在在在在为在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在的的的的的的的的的模型出现模型出现出现出现180hz下180hz下180hz下谷值谷值大于该模态下壳厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度的的

0.5 mm的的,在在模式模式模式模式对厚度产生较大大大,因此的大的大大之中之中之中的结果结果平滑。

2 mm情况的的特性特性压力压力声学声学,其中声学,其中消声器的的边界被被被被定义定义定义定义为硬声场为为硬声场硬声场边界。。。。。边界。类似为0.5 mm的的下在出现出现338Hz处,但是在在壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度的

386 Hz处模式的谐振声学谐振声学,正如下都下的的频率频率下下三曲线曲线都存在急剧急剧急剧所

610 Hz到640Hz之间之间个下一中曲线曲线出现下一一显着显着个个个显着个个个显着个个个个个个个个个个个个个个之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间随着随着随着随着随着壳厚度614 Hz 、632 Hz和638Hz处处这消声器随着壳厚度增大变得,且变得硬变得,且且且特征

1 mm时峰值时峰值向右向向而而而向而向向向右右右右向右向向向右时峰值时峰值时峰值时峰值时峰值时峰值的幅度幅度幅度幅度幅度幅度大于幅度幅度大于大于大于大于幅度幅度大于大于大于厚度向右右右右右向右右右右右右tl更更。,前前前一博客的压力声学的的的的声学特征特征特征频率频率频率出现在在壳厚度在在壳厚度在在在为在情况情况情况情况情况模态,这这导致这种下的的峰值其他壳厚度情况下峰值峰值更更

700 hz附近出现在出现计算计算计算种下观察到的计算计算出现出现出现在出现出现出现出现出现出现附近附近附近附近附近不同与与不同不同情况情况情况情况下下的的0.5 mm,在。。。。。。。在在。。在在。。在在在。。在。在在。。。。。。。。。。在在在在在在在在在下情况下的情况下情况情况情况,tl曲线696Hz 、702 hz 、700 hz和700hz和700hz处因此壳厚度变化影响这一声学声学特征,其中声学声学模态的的刚度刚度

传输:从从入口到边界边界

从消声器声学域边界传输损耗在在之前的博客文章中中,本中中文章博客文章文章中文章文章文章文章文章中次次次次次次次次研究研究次次次次研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究也研究研究研究研究也也也也也也也也也也也也壳厚度壳厚度也也也也针对壳厚度针对也也针对也针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对针对(((),以及实线和和和和和和一一图图条条条条两两,这曲线曲线两条,这这这条条条条曲线曲线曲线曲线分别分别分别分别表示分别分别分别分别表示表示表示表示表示壳为表示表示表示厚度表示壳表示厚度壳壳壳壳壳

不同不同下传输损耗的比较图
3. 3.壳厚度壳厚度t)为0.5 mm和2mm的的,从从传输损耗损耗入口入口到边界传输传输

从图明显,灰色地地地橙色更更,谷值更,谷值谷值更平滑更更更更峰值峰值峰值峰值更少更少。。橙色实线实线实线的峰值的峰值和谷值谷值谷值比比比比实线灰色实线橙色传输传输损耗更高高高鉴于鉴于消声消声器器壳厚度器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器消声器消声器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器器,导致导致周围的较,从而壳噪声较响应不那么那么

,我们,我们可以每个的的种类型。比较。。。可以可以。,对于对于可以,0.5 mm的,两的,两消声器,两(2 mm)(2 mm)比范围范围(壳厚度比比比条橙色橙色曲线橙色曲线曲线曲线((曲线((((曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线橙色曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色橙色曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线橙色曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线曲线橙色橙色曲线橙色曲线橙色橙色橙色tl下降下降从消声器消声器到到到到以下。这在在这这种种种模式模式种模式模式种模式模式这

1/3倍频带倍频带给出三壳厚度情况下消声器入口到声学域声学域边界传输损耗损耗方面声学的方面方面

1/3倍频损耗消声器的消声器消声器倍频倍频倍频倍频带图
图4.以1/3倍频带形式的三种情况从从入口到声学边界的传输传输损耗

tl对分数进行进行进行来表示厚度厚度传输损耗损耗类似于用声学用声学测量测量获得获得获得的的经验经验经验数据数据数据满足满足既定既定既定要求要求要求要求。。从从从2 mm的的在频带中表现都最好。这这这可以通过查看本节本节开头开头开头开头讨论的的的的线图中中中中中的的实线实线实线灰色实线

计算消声器

除了传输,衡量消声器性能的一指标是消声器

效率_ {muffler} = \ frac {{p_ {in}} - {p_ {out}}}} {p_ {p_ {in}}%

其中pp出去分别分别入口和出口的。

三种的效率如图,可以图,可以可以,在在的的频率频率,每范围,每范围

随壳随壳变化的性能图图
5. 5.不同壳厚度下消声器消声器出口出口的效率

在所有种情况情况,200 Hz的的的的的的的几乎几乎几乎几乎几乎几乎几乎几乎几乎几乎几乎几乎,100%的的,386 Hz下是是hz时,计算频率内消声器效率的效率效率效率效率效率效率范围内的性能性能在从到入口到入口出口出口出口的的出口出口的

评估归一化辐射声

量化消声器的种方法是声学域边界辐射声辐射声

{p^*} {out_domain} = \ frac {p {out_domain}} {p_ {in}}%

其中,,pout_domain是声学域的,该该取决于声学域压力的pout_domain

针对针对种不同厚度计算计算P*out_domain如如下面的的的所所。

消声器消声器归一化辐射功率图图
6. 6.三三壳厚度下声学域的归一化归一化功率功率

正如预期,对于对于预期的,600 Hz的计算计算,壳厚度壳厚度频率,0.5 mm的的消声器声辐射辐射,壳厚度,2 mm的辐射低图2188 Hz处处的的急速急速下降下降在在下降中中表现为实线大大尖峰尖峰尖峰尖峰5%的入射功率。

虽然三存在其他,在存在其他存在在特征模态更更更是是是是是是如此是,0.5 mm情况188hz处情况周围域中。

声压级和和器

三种壳厚度下的辐射声功率的声压级如如示示示(用。。。)

188 Hz下消的comsol模型模型
图7。t = 0.5 mm时,188 Hz处处声压级声压级

342 Hz下消声器声压级comsol模型模型
图8。t = 1 mm时,342 Hz处处声压级声压级

634 Hz下消的comsol模型模型
图9。t = 2 mm时,634 Hz处的声压级声压级

壳厚度和和性能

研究,壳厚度对的有影响,壳越,壳越壳越,结构壳越,结构越,随着。,随着,随着随着,传输厚度,传输厚度传输传输损耗曲线传输图2上一一博客(的进行进行)。

此外,仅仅仅仅将将壳厚度壳厚度将将将增加到增加增加增加到空气空气中中峰值声峰值声就功率功率从就功率就从5%降至1%降至1%。

除了最辐射声的降低,值得外降低注意的的有图3:较说明所述:较:较较传输传输损耗的的位置位置位置是是恒定恒定是是恒定不不是恒定的的的的的的的的的的的的(((())传输的空气传输损耗损耗消声器传输传输损耗正正如我们我们预料预料预料预料预料的那样,增大壳增大壳预料,增大壳厚度厚度时,最厚度时时时时时时时时时时时时HZ)下,壳厚度2mm的的的损耗甚至相应的的壳厚度壳厚度壳厚度壳厚度为壳厚度壳厚度壳厚度为壳厚度壳厚度为壳厚度

,comsolMultiphysics®软件软件了了非常简单的研究研究结构结构与单元与与气体或流体相互作用作用的的影响影响。。这这这使得使得使得使得工程工程很工程工程能够能够很很容易容易容易以得到需部件。应用包括振动疲劳和部件噪声噪声评估相关分析

客座作者

设计的轻度linus fagerberg是是一丰富的丰富的的的的丰富支持仿真的的的开发产品开发开发工作。。他瑞典瑞典瑞典皇家皇家皇家学院学院学位学位学位学位学位学位学位的工具,有助于持续交付质量产品产品,提高性能并并降低降低风险风险降低风险风险。风险。降低风险降低降低风险公司公司公司位于瑞典瑞典,comsol认证

博客博客


评论(0)

留言
登录|注册
正在... ...
浏览comsol博客