数值分析法在飞机液压系统噪声分析中的应用

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大型飞机要突破的10项关键技术中,民用大型飞机总体设计技术、民用大型飞机的噪声预测和减噪措施是两项重要内容。其中,液压系统的噪声控制是一项重要内容。飞机主供压系统、应急供压系统、起落架收放系统、襟翼收放系统、前轮转弯系统、主轮刹车系统、风挡雨刷刮水系统等都用到液压系统,其中的液压元件会产生中高频噪声。本文围绕液压系统产生的噪声对机舱的影响,讨论噪声的基本特性及详细的表征参数。介绍了噪声的数值仿真分析方法有限元(FE)分析法、边界元分析法(BEM)、统计能量法(SEA)。其中,三种方法中有限元方法是确定性的求解方法,用于低频振动环境的预示,可以得到结构的整体模态参数。与边界元方法结合可以预示结构的振动以及内外声场的噪声辐射强度。有限元方法求解高频问题时,由于波长很小且模态密集,要准确求解需要网格精细程度足够高,因此模型的规模会变得非常大,求解的时间变得非常的长,反而没有了数值仿真高效的特点。再次,由于结构的高阶模态参数对许多不确定的原始参数以及许多结构细节非常的敏感,但是结构细节又不太好确定,使得有限元方法求解的精度大打折扣。另外,结构声振分析既存在振动引起的噪声辐射问题,又存在噪声引起的结构振动问题,传统的有限元方法在解决二者的耦合时比较困难。因此有限元方法通常只是用于求解低频振动噪声环境的预示。统计能量分析(SEA)从统计的角度分析统计密集模态平均的振动能量传递水平,因而模态愈是密集,统计精度就愈高,振动响应分析的精度也就愈高,其适用的分析频带较有限单元法宽得多。通过数值仿真,集成上述三种分析方法对噪声进行分析,并通过实验验证了周期性SEA方法在蒙皮桁条结构中应用的精确性,利用混合边界层法对侧墙+底板结构进行建模,验证了机身侧墙上部到底板的传递路径的正确性。针对液压系统的噪声分析,在液压控制系统设计过程中对合理使用液压元件,设计液压控制电路有着很高的指导作用。
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