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图3 作用在活塞顶部的爆发压力载荷

图4 进气凸轮轴对轴承座的作用力

在不同的转速工况下，各种载荷的时间历程都是不同的，需要在软件中输入不同工况下的载荷曲线。

4. 发动机结构响应计算

模型搭建完成后，计算主要工况下动力总成的振动。在EXCITE中进行动力学计算后，进入NASTRAN中进行数据恢复，得到各结构的振动响应。

模型搭建完成后，计算主要转速工况下动力总成的振动加速度，主要计算工况包括1000r/min、最大扭矩转速和额定转速等。在EXCITE中进行动力学计算后，结果导入有限元软件中进行数据恢复，得到各结构的振动响应。图5所示为发动机在6 500r/min时的表面振动速度。

图5 转数为6 500r/min时表面振动速度（400Hz）

声源排序及结构噪声预测

1. 声学边界元模型建立

在Virtual Lab的网格粗化模块中，先导入结构有限元网格，然后通过提取3D网格的面单元、补面和封包等操作，生成声学边界元网格，边界元模型的网格尺寸根据计算最高频率为2 000Hz来设置。

2. 速度边界条件映射

建立了边界元网格后，需要在Virtual Lab/Acoustic中将结构表面振动速度映射到边界单元节点上。图6所示为转数在1000r/min时边界单元节点的振动速度（25Hz）。从图中可清楚地看出，低频段主要为整机的运动。

图6 转数为1 000r/min时表面振动速度（25Hz）

3. 声源排序

从以上图形只能得到直观的速度分布图形，并不能从数量上反映各部件主要辐射表面的贡献量。为了明确主要的结构噪声源的辐射表面，进行辐射声功率的排序是非常必要的。作者编写了振动辐射声功率的计算程序，可方便地进行辐射功率排序。图7为某工况的振动辐射能量排序。

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关键词：发动机结构振动噪声预测