资料-基于LMSTest.lab的破壁机振动噪声研究

1、1引言随着豆浆机使用的日益普及，作为豆浆机升级产品的破壁机因转速高破碎效 果好等因素而受到市场的青睐，而噪声问题成为影响破壁机性能体验的关键因素。 而振动噪声问题的解决不仅需要信号的采集，同时需要对信号处理分析等要求。LMS Test.Lab是一整套的振动噪声试验解决方案，是高速多通道数据采集与 试验、分析、电子报告工具的完美结合，包括数据采集、数字信号处理、结构试 验、旋转机械分析、声学和环境试验。通过LMS Test.Lab勺采集分析系统可以获得破壁机实际的模态振型和ODS振型,与CAE振动响应仿真结合，从而为得出了有益的结论。为破壁机的振动噪声 研究提供了一个新的思路和方法。2传递路径分

2、析与声源识别2.1破壁机噪声传递路径分析破壁机主要由机头（含电机，控制板，刀架等）、机壳（盛装食材）、底座（支 撑机身）三部分构成，工作时电机超高速运转（14900rpm ），带动不锈钢刀片， 在杯体内对食材进行超高速切割和粉碎，从而打破食材中细胞的细胞壁，将细胞中的营养物质充分释放出来。破壁机工作时的噪声主要来源和传递路径分析如图1所示：2.2破壁机噪声声源识别声压全息法测试：对破壁机采用近场声压测试，用麦克风测试距离被测物体 表面10mm处的声压，获得各个点的频谱，然后按照频段将各个点的值画成等 高线，数值大小用颜色表示。m z9085801 2 3 4 5 6 7 33 / 5图2声压全

3、息法声源识别（250HQ声压全息法测试结果显示：转速基频250Hz异音为主要异音频率，主要集中 在杯座和底座，其中底座主要是3个侧面辐射出去，基座底部基频噪声较高，靠 近后排风口处最高。3仿真模型与测试的对比及分析3.1建立结构有限元模型和模态几何模型仿真边界条件设置：整个破壁机采用重力作用下的预应力分析，底座胶垫底面和地面采用固定支撑，转子表面添加频率为250Hz的旋转离心力2.167N,杯 中的水用质量点等效，绑定在杯子中部。将偏心力加载到电机结构有限元模型中,进行振动响应分析，获得各倍频下的振动响应（重点为基频）|j |In#-MliJiif M.RlIg2 /图3整机有限元3D模型图4

4、整机模态测点几何模型3.2 ODS和模态测试分析利用LMS Test.Lab勺Modal模块和ODS模块对整机的模态和ODS进行测试, 重点关注基频附近的模态振型。通过 ODS振型与谐响应仿真对比，可验证仿真 的准确性。(igep - ij PliaiE! 180l llnilg mn/sJ1365.3 Max ia3J 1M2.19LC4E了 56射 60? 2E4曲肥1543OJH712 MihF；就航爭 Harrwrik Total-图5整机ODS基频 238-270HZ图6整机谐响应仿真 250Hzyps: Tota Fr&ueriCyi 234. Hs.对比结果显示：电机基频250H

5、z激励下杯座振动谐响应振型和 ODS测试结 果符合，推测激励源为电机的不平衡力。 降噪方法是降低电机的不平衡力， 或通 过隔振设计，降低传递到底座和杯座上的振动。同时通过对比238-270HZ的ODS振型和结构模态，发现杯座无 250Hz附近模态频率，而在基座上存在多个局部模态，基座模态测试如下图所示：图7基座模态测试图8基座模态240Hz底座上存在250Hz附近局部模态以变形为主，而整机基频的振动为刚体振动, 也有一定的变形量，固可通过改进基座结构，增加刚度，减少基座变形量，可以 减少基座振动，从而减少声辐射，但这不是主要影响因素。5最终降噪方案图9减震垫实物箱氏襪量静毒7,73.2推耗因子

6、0,20.5两种减振垫的材料愛數(2FU基频250Hz)通过上述LMS Test.Lak软件里ODS振型与CAE振动响应仿真结果对比，可知 250Hz激励源为电机的不平衡力引起，而由于破壁机实际工作状态导致电机不平 衡力不可避免，无法直接降低电机的不平衡力，最终确定250Hz基频噪声的解决 方案为采用隔振结构的方案，降低传递到底座和杯座上的振动，最终方案及效果 对比如下：7060A 50(40 d 3020100原机采用高阻尼减振垫频率/Hz图10减震垫参数对比80图11阻尼垫前后噪声测试值对比采用高阻尼减振垫对比原橡胶垫相比，声压级在250Hz基频段降噪8dB(A)左右。表1最终方案声功率优化结果对比方案原型机減振结构 (减撮墊*工字垫)平均 JBWdB(A)99 2595.49T(SS/dB(A)3.76 |采用减振垫+工字垫方案的平均声功率相比原方案可降低3.76dB(A),该方案作为最终优化方案。6结论本文主要是解决破壁机高速工作时噪声大问题，从噪声机理和振动传递路径 分析入手，通过LMS Test.lab软件与CAE分析软件相结合，对破壁机系统的模态， ODS和振动响应进行分析，通过 CAE振动响应仿真与ODS测试结果对比，验证 了仿真的准确性，同时明确了噪声的激励源和传递放大位置，