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饲草揉碎机是由我国自主研制的介于粉碎机与铡/切草机之间的新型饲草加工设备。饲草揉碎机工作时,农作物秸秆等牧草物料从揉碎机的入料口进入到揉碎室内,在高速旋转锤片的打击下,与下机壳内壁的齿板发生揉搓和剪切而被揉碎成丝状段后,经导流板和抛送叶轮被抛出机外。目前饲草揉碎机工作时主要存在噪声大的问题,不仅影响整机工作性能和使用寿命,同时影响到工作环境和操作人员的身心健康。因此,为了有效地控制噪声,饲草揉碎机气动噪声的分析与优化至关重要。本文以9R-40型饲草揉碎机为研究对象,首先采用双向流固耦合方法与稠密离散相DDPM模型相结合对饲草揉碎机内非定常气流流场与散碎物料-气流两相耦合流场进行数值计算,获得气流流场及两相耦合流场的分布规律与脉动压力数据。其次,在获得揉碎机锤片转子表面脉动压力数据后运用声比拟理论FW-H方程将静压波动转化为旋转锤片转子偶极子声源。为了考虑外壳对声场的反射与散射作用,将旋转锤片转子偶极子声源与外壳壁面作为声学边界条件采用间接边界元法对方程进行离散求解,从而对饲草揉碎机气动噪声进行数值预测。第三,采用声压法对饲草揉碎机空载及负载工况下的气动噪声进行实测与分析,并将负载时气动噪声实测结果与仿真结果进行对比,以验证噪声预测模型的准确性。最后,基于已验证的数值预测模型采用优化拉丁超立方抽样与多岛遗传算法对饲草揉碎机进行气动噪声声优化设计。研究结果表明:(1)空、负载气动噪声频谱变化规律以及变化趋势相似,气动噪声的主要成分为离散噪声与宽频噪声,且最大噪声均为离散噪声。(2)空载与负载入料口的总声压级主要受转子旋转基频130Hz声压级的影响,出料口总声压级主要受2倍频260Hz声压级的影响。(3)饲草揉碎机负载与空载相比,入料口处的总声压级升高0.31 d B(A),出料口处的总声压级降低了0.68d B(A)。(4)负载时气动噪声试验与仿真的声压级频谱曲线变化规律及趋势基本一致,主要气动噪声源均为转子转动的扇声源。出料口处的试验与仿真总噪声相差0.08d B(A),入料口相差0.89d B(A),可见气动噪声预测结果可靠,预测模型基本准确。(5)优化后饲草揉碎机入料口气动噪声声压级为89.74d B(A),出料口声压级为88.75d B(A),均都低于90d B(A),达到国家标准要求。