聽小骨消聲器的聲學(xué)特性分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、噪聲污染是當今社會的四大污染之一，并且隨著工業(yè)的發(fā)展而日益嚴重，對人的身心健康產(chǎn)生了嚴重影響?？剐韵暺鹘Y(jié)構(gòu)簡單、易于清潔，對低、中頻噪聲有較好的消聲效果，常被用于抑制排氣管道和通風管道內(nèi)的噪聲。提高抗性消聲器的消聲性能，同時減小其體積和質(zhì)量，是對抗性消聲器進行設(shè)計和優(yōu)化的主要內(nèi)容。
　　本文建立了新型抗性消聲器—聽小骨消聲器的三維有限元模型和基于平面波理論的一維簡化模型，對其聲學(xué)特性進行了分析，闡述了消聲原理，采用控制變量法對消

2、聲器的相關(guān)參數(shù)進行了研究。
　　為了改善聽小骨消聲器的消聲性能，降低其質(zhì)量，本文基于響應(yīng)面法對聽小骨消聲器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了確定性優(yōu)化和不確定性優(yōu)化。采用中心組合試驗設(shè)計獲得樣本點，利用響應(yīng)面法構(gòu)造二次多項式響應(yīng)面模型，并檢驗了響應(yīng)面模型的擬合精度。利用響應(yīng)面模型結(jié)合NSGA-Ⅱ遺傳算法的方式對消聲器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。在優(yōu)化過程中，以消聲器低頻和寬頻的平均傳遞損失作為優(yōu)化目標，以消聲器的結(jié)構(gòu)參數(shù)（進出口管道寬度、封閉腔深度、

3、封閉腔長度）作為優(yōu)化變量。
　　通過對聽小骨消聲器聲學(xué)特性的分析，發(fā)現(xiàn)通過選擇合適的設(shè)計參數(shù)，可以使消聲器具有較寬的消聲頻帶，并且擴張腔體積并不是影響其消聲性能的關(guān)鍵因素，因此可以使消聲器的結(jié)構(gòu)更加緊湊。優(yōu)化后消聲器的消聲性能得到改善，質(zhì)量減輕，表明了響應(yīng)面法和遺傳算法相結(jié)合的消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法的有效性。將不確定性及穩(wěn)健性理論引入到聽小骨消聲器的優(yōu)化設(shè)計中，提高了消聲器的消聲效果，降低了優(yōu)化目標對設(shè)計參數(shù)波動的敏感性，具有一定