Введение к работе
Актуальность темы. Создание дорожных и строительных машин с активным рабочим органом на базе серийных тягачей и тракторов значительно увеличивает их производительность при выполнении технологических операций в строительном комплексе. При этом существенно увеличиваются скорости движения и нагрузки, что неизбежно влечет за собой существенное возрастание шума в кабине машины и в окружающем пространстве.
Среди разнообразных видов дорожных машин в особую группу выделяются машины для патрульной очистки дорог от свежевыпавшего снега, предна-^ значенные также для удаления наледи и снежного наката с дорожного покрытия. Отличительной особенностью высокопроизводительных газоструйных машин является использование выхлопных газов турбо-реактивных двигателей (ТРД). При этом образуется мощный воздушный шум, который негативно воздействует на оператора. Следовательно, вопросы, связанные со снижением шума в кабине тягача, агрегатируемого с мощным источником акустической энергии, выдвигаются на передний план, так как направлены на безопасность жизнедеятельности, а поэтому приобретают значимость и актуальное^.
Целью исследований является снижение воздушного шума в кабине тягача, агрегатируемого с дорожным рабочим оборудованием, содержащим мощные источники шума, на основе разработки уточненной методики прогнозирования шума с использованием численных методов исследований и применения нетрадиционных звукопоглощающих материалов.
На защиту выносятся:
-
Уточненная методика расчета шума газовой струи снегоочистительной машины.
-
Результаты экспериментальных лабораторно-полевых исследований.
-
Методика расчета сотовых конструкций и результаты их лабораторных исследований.
-
Уточненная методика численных исследований звукового поля в кабине на основе метода конечных элементов.
-
Результаты численных исследований шума в кабине.
-
Технико-экономическая оптимизация звукозащиты в кабине сотовыми звукопоглощающими конструкциями.
Объект исследования. Дорожная газоструйная снегоочистительная машина на базе колесного тягача с колесной формулой 4x4 типа Т-150К.
Методы исследований: - теоретические, включающие методы математической статистики, линейной алгебры, математического моделирования, оптимального проектирования, метод конечных элементов; - экспериментальные, с использованием спектрального анализа.
Научной новизной в диссертационной работе являются:
1. Результаты экспериментальных исследований шума газоструйной машины, так как выявлены характерные частоты, на которых шум в кабине наибольший;
-
Уточненная методика расчета скорости истечения газовой струи из щелевого насадка, влияющая на излучение звуковой мощности;
-
Режим работы тягача, при котором шум в кабине от собственного двигателя и трансмиссии наибольший, что подтверждено положительным решением на выдачу патента РФ;
-
Математическая модель акустического процесса в кабине тягача при облучении ее внешним шумом. Данная модель реализована методом конечных элементов;
-
Сотовые звукопоглощающие конструкции для внутренней облицовки кабины, разработанные на основе А.С. №1813890.
-
Математическая модель технико-экономической оптимизации звукоза-щиты в кабине. Данная модель реализована с применением булевых переменных.
Практическая полезность. Предложенные методики расчета звуковой мощности газовой струи, облучающей кабину машины, и расчета параметров сотовых звукопоглощающих материалов могут быть использованы в проектировании дорожных и строительных машин различного назначения. Особую полезность имеют разработанные автором математические модели акустического процесса в кабине машины с использованием метода конечных элементов и технико-экономической оптимизации звукозащиты оператора.
Реализация работы. Результаты теоретических, экспериментальных и численных исследований используются при акустическом проектировании кабин самоходных машин в ОАО "Рудгормаш" г. Воронеж.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на двух международных конференциях: "Интерстроймех - 98" - 1998, г. Воронеж; "Высокие технологии в экологии" - 1999, г. Воронеж. Кроме того, отдельные результаты работы доложены на научно-практических конференциях ВГАСА в 1998, 1999,2000 г.г., а технические разработки демонстрировались на выставке "Высокие технологии в экологии" - 1999, г. Воронеж.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 12 публикациях, из которых один патент РФ (в соавторстве) и одно положительное решение на выдачу патента РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы из 160 наименований и пяти приложений. Работа содержит 220 страниц сквозной нумерации, включая 31 рисунок, 54 таблицы и 69 страниц приложений.
