高速面铣刀气动噪声和其频谱分析.pdf

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2017-12-15 发布于湖北
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学兔兔第47卷第 11期机械工程学报 V01．47 N0．11 2011年 6 月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Jun． 2011 DoI：1O．3901J／ME．2011．11．163 ___ -一 Ej 速面铣刀气动噪声及其频谱分析木同刘战强吉春辉刘鲁宁艾兴 (山东大学机械工程学院济南 250061) 摘要：高速面铣削过程中的噪声严重影响工作人员的健康，偶极子声源是气动噪声的主要声源，基于FfowcsWilliams．Hawkings (FW-H)方程建立高速面铣刀气动噪声预测模型，采用计算流体动力学(Computationalfluiddynamics，CFD)的方法对气体流动特性进行数值模拟，进行高速面铣刀空转噪声测试试验，噪声预测声压级比噪声测试声压级低4．0dB左右。研究结果表明容屑槽区域和刀片前刀面是影响高速面铣刀气动噪声的主要因素，高速面铣刀气动噪声在轴向具有明显指向性。结合频谱分析发现紊流噪声分布在较广的频率段，决定了气动噪声的大小，但旋转频率上离散噪声的强度往往很大。高速面铣刀气动噪声预测模型可为低噪声高速面铣刀设计和合理应用提供理论依据。关键词：面铣刀气动噪声数值计算频谱分析中图分类号：TG506．1 SpectraAnalysisofFaceM illingCutterAeroacousticNoise LIUZhanqiang JIChunhui LIU Luning AIXing (SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversity,Jinan250061) Abstract：Thenoiseproducedbyhighspeedfacemillingisdetrimentaltothemachineoperators．Themajorsourceofaeroacoustic noiseisprimarily dipolein nature．A noisepredictionmodelbasedonFfowcsWilliams-Hawkingsequation isusedtopredict aeroacousticnoiseinfacemillingcutters．Numericalsimulationofairflow inhtemillingcuttersystem isperformedbyusingCFD mehtod．Thepredictedsoundpressurelevelbasedonmahtematicalmodelis4．0dB lowerthanmeasurementresultsat9000rpm． Andhteerrorisabout7％．Thechipfluteregionnadinsertrakefacearefoun dtobeimportantfactorsindetemr iningaeroaeoustic noiseinrotatingfacemillingcutter．Thedirectivity ofaeroacousticnoiseisverifiedinhteaxialdirection．Thebroadbna dnoise spreadsoverabroadrangeoffrequenciesnad contributessignificnatlyto overallnoise，buthte discretenoiseattherotational