(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211297691.7 (22)申请日 2022.10.22 (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学城乌龙江北 大道2号福州大 学 (72)发明人 黄惠　孟祥铭　罗远明　陈旭　 陈淑梅　杜恒　李雨铮　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 郭东亮　蔡学俊 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/10(2020.01) (54)发明名称 基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优 化减振降噪方法 (57)摘要 本发明提出基于壁板贡献度的液压马达自 由层阻尼优化减振降噪方法， 包括如下步骤： 步 骤S1、 通过建立声、 流、 固耦 合模型， 获取配流盘、 轴承座、 柱塞、 主轴的高频激振源数据以及耦合 马达内部受到的压力冲击、 流量脉动的激振源数 据； 步骤S2、 以高频碰撞激振源数据与流体冲击 激振源数据为输入， 获取振动信息传递至马达外 壳体并引发壳体表面振动响应特性数据； 步骤 S3、 以壳体表面振动响应特性数据为输入， 获取 壁板对噪声的贡献度分析； 步骤S4、 基于贡献度 分析得到马达不同部位壁板对噪声的贡献度， 确 定自由阻尼层的敷设位置； 本发 明能快速实现液 压马达的不同壁板对于噪声辐射的贡献分析， 获 取阻尼层最优敷设位置， 实现自由阻尼层优化下 的减振降噪。 权利要求书3页 说明书9页 附图9页 CN 115544692 A 2022.12.30 CN 115544692 A 1.基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优化减振降噪方法， 用于液压轴向柱塞马 达， 其特征在于： 包括如下步骤： 步骤S1、 通过建立液压轴向柱塞马达的声、 流、 固耦合模型， 获取马达的配流盘、 轴承 座、 柱塞、 主轴的高频激振源数据以及耦合马达内部受到的压力冲击、 流量脉动的激振源数 据； 步骤S2、 耦合模型以高频碰撞激振源数据与流体冲击激振源数据为输入， 分析传递路 径， 获取振动信息传递至马达 外壳体并引发液压马达壳体表面振动响应特性数据； 步骤S3、 耦合模型以液压轴向柱塞马达壳体表面振动响应特性数据为输入， 通过瞬态 直接边界元法， 获取 液压马达壁板对噪声的贡献度分析； 步骤S4、 基于贡献度分析得到马达不同部位壁板对噪声的贡献度， 确定用于减振降噪 的自由阻尼层的敷设位置， 达 到减振降噪的目的。 2.根据权利要求1所述的基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优化减振降噪方法， 其特征在于： 所述 步骤S1包括以下步骤： 步骤S11、 借助瞬态流场分析软件， 依据液压马达的运动特点， 建立瞬态流场模型， 拟合 液压马达中运动部件在瞬态流场分析中的动力学函数； 步骤S12、 依托动力学函数， 获取液压马达由于柱塞旋转运动引发的流体冲击激振源数 据和液压马达中运动部件惯性力数据； 步骤S13、 将运动部件惯性力数据导入液压马达的刚体动力学模型， 获取碰撞激振源数 据。 3.根据权利要求2所述的基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优化减振降噪方法， 其特征在于： 所述 步骤S11具体实现如下： 步骤S111、 基于Pumplinx流场 仿真分析平台和二叉树方法的笛卡尔数值网格划分技术 划分瞬态流场网格； 步骤S112、 通过瞬态流场仿真， 将瞬态流体域加入运动部件的动力学方程之中， 从而拟 合液压马达中运动部件在瞬态流场分析中的动力学函数， 实现流固耦合并得到流固耦合模 型。 4.根据权利要求3所述的基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优化减振降噪方法， 其特征在于： 所述步骤S12具体方法为： 依托运动部件在瞬态流场分析中的动力学函数， 借 助S112得到的流固耦合模型， 获取液压马达由于配流冲击所得到的激振源数据， 并导出步 骤S11中运动部件的惯性力数据。 5.根据权利要求3所述的基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优化减振降噪方法， 其特征在于： 所述 步骤S1还 包括以下步骤； 步骤S14： 创建接触模型； 步骤S15： 实现流固激振 源的耦合， 获取振动激振 源力学特性数据； 所述步骤S13在创建液压马达的刚体动力学模型时， 设置材 料属性， 添加约束关系； 所述步骤S12的瞬态流场仿真中流体信息包 含于下列方程之中： 连续性方程： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115544692 A 2动量方程： 式中σ和Ω(t)表示控制体的表面积和体积， 表示控制体表面的垂直 向量， ρ 表示流体 的密度， p表示流体的压力， 和 表示速度矢量和表面运动速度， 对于牛顿流体， 剪应力张 量表示为： 式中ui表示矢量速度 的分量， δij表示克罗内克函数； 步骤S15激振源力学特性的公式表述包括： 式中vp和ap表示柱塞的速度和加速度， R为主轴球窝分布圆半径， ψ表示主轴盘转角， γ 为马达缸体摆角， 表示锥形柱塞的初始倾角， 表示柱塞的倾角， L表示柱塞长度。 6.根据权利要求1所述的基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优化减振降噪方法， 其特征在于： 所述 步骤S2具体实现如下： 步骤S21、 基于ANSYS  Workbench有限元仿真平台， 对液压马达进行模态分析； 步骤S22、 基于有限元仿真平台分析 各激振源的传递路径； 步骤S23、 基于ANSYS  Workbench有限元仿真平 台中ANSYS  Harmonic  Response分析模 块， 在液压马达配流盘、 进油口、 出油口导入流体冲击激振源响应数据， 在轴承座、 柱塞腔导 入高频碰撞激振源数据， 实现流、 固激振源的耦合， 得到流、 固激振源耦合作用下的液压马 达壳体表面振动响应特性数据。 7.根据权利要求6所述的基于壁板贡献度的液压马达自由层阻尼优化减振降噪方法， 其特征在于： 所述 步骤S21具体实现如下： 步骤S211、 在SolidWorks中简化马达的三维模型， 忽略不必要的倒角、 螺栓孔， 通过 SolidWorks与ANSYS  Workbench的接口导入， 定义不同结构的材料的密度、 泊松比以及弹性 模量； 步骤S212、 划分结构网格， 添加边界约束条件； 步骤S213、 利用ANSYS  Workbench中Modal模块与Geometry模块连接， 进行模态振型分 析， 获取马达外壳模态数据， 模态分析包括四阶模态振型并使用四阶马达固有频率以确定 马达在工况 下不会发生共 振； 所述步骤S213的模态振型分析， 根据如下动力学方程方法： 根据弹性力学的有限元分 析法， 得到运动微分方程在一个N自由度的线性系统上的表述公式： 式中， [M]、 [C]、 [K]分别是系统的质量矩阵、 阻尼矩阵以及刚度矩阵； 和{x}代权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115544692 A 3