阻尼技术在窗式空调器减振降噪中的应用

　　1　引言

　　窗式空调器以其体积小、价格低,曾深受人们欢迎,但由于噪声大逐步被其它形式的空调器所替代,如果将其噪声降下来,仍会有很大的市场,对窗式空调器减振降噪问题的研究,国内外许多学者大多从改善其结构动态特性进行探讨,并取得可喜进展。本文重点对窗式空调器机壳的振动及其对室内标准点的噪声辐射进行研究,并对其采取有效的阻尼减振降噪措施。

　　2　频谱分析

　　为了确定机壳的振动与标准点噪声的关系,同时测取机壳上8个拾振点的振动信号和标准点的噪声信号,进行自动率谱及相干函数分析。如图所示测点5的振动频谱图。测试系统如图1,拾振点分布如图2。

　　由功率谱及相干函数分析得到以下结论:在低冷和高冷时,标准点的噪声信号和机壳顶部拾振点的振动信号相干性较好。相干性好的频率成分主要有:242.19Hz、339.84Hz、291.02Hz、226.56Hz、193.36Hz、386.72Hz,所以,在低冷和高冷工况下,标准点噪声在以上几个频率成分下主要是由机壳的振动产生的,换句话说,机壳的振动在以上几个频率成分下对标准点噪声贡献比较大。本文重点对机壳进行减振降噪处理。

　　3　机壳模态分析

　　为了求得比较精确的机壳模态参数,采用实验和有限元两种方法对机壳进行模态分析。实验采用单点激振多点拾振的脉冲激励法进行传递函数的测试。经离散化处理后,机壳可看成是一个多自由度系统。在机壳顶部均匀布置256个拾振点,顶部中心为激振点。

　　空调器机壳有限元模型在单元化分时共选取了928个节点,构成了850个四边形机壳单元,对机壳边界条件的处理上,认为机壳底面为固定约束,其它四个面处在自由状态,前面板与机壳不是一体,而且两者材料不同,在建立模型时,忽略了前面板。机壳内部结构复杂,有许多薄板构件与机壳结合紧密,对于机壳来说起到增加刚度的作用,但其形状很复杂,不好简化,所以用增加机壳厚度来代替其作用。机壳的几何尺寸按实际情况定为52cm×52cm×34cm。

　　有限元得出及实验获得的固有频率见表1,实验模态振型图和有限元模态振型图分别见图5和图6。

　　通过理论分析与实验相结合的方法,对机壳进行模态分析,证明了以下两个重要结论:

　　(1)窗式空调器机壳的模态密度较大。

　　(2)机壳的前十阶模态均处在中低频上。

　　另外,结合频谱分析发现,在低冷工况下,193.36Hz这个频率成分很危险,机壳顶部多个点的振动信号与标准点的噪声信号在该频率下相干性都很好(见图3)。说明在低冷工况该频率成分下,机壳的振动对标准点噪声贡献很大。