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降噪消聲器的優(yōu)化設(shè)計

本文結(jié) 合田口正交實驗法和分?jǐn)?shù)階乘設(shè)計法提出了改善排氣系統(tǒng)消聲器降噪能力的一種優(yōu)化設(shè)計方案。由Oh, Lee 和 Lee在1996年開發(fā)的性能測試軟件被作為一種測量工具運用于消聲器性能分析。在設(shè)計的最初階段，現(xiàn)行消聲器系統(tǒng)的每個部件的長度和半徑都被選作對照因素。然后在 正交表數(shù)組中提取有效的主要因素。在第二個設(shè)計階段，分?jǐn)?shù)階乘設(shè)計考慮到相互作用，而 正交表可以不予考慮。對于優(yōu)化設(shè)計， 正交表考慮到主要因素和相互作用之間的影響，同時為了高效的設(shè)計分析一些噪聲因素如溫度，背景噪聲和濕度等。
關(guān)鍵詞：消聲器，田口正交實驗法，分?jǐn)?shù)階乘設(shè)計，更大更好的特性，正交數(shù)組表
1. 引言
隨著生活水平的不斷提高，人們更關(guān)心他們周圍環(huán)境中的噪聲，特別是來自汽車的噪聲如客車，拖拉機等。特別是汽車排氣噪聲被認(rèn)為是環(huán)境噪聲的主要來源，并增加人們的疲勞度。也就是說噪聲使工作條件惡化，所以降低汽車排氣噪聲成為主要的研究課題之一。
然而吸入式排氣消聲器的生產(chǎn)制造公司只是通過簡單的反復(fù)實驗來降低噪聲，而不是運用系統(tǒng)的理論分析。在這篇文獻(xiàn)里，許多設(shè)計技術(shù)采用理論分析，這些應(yīng)用和分析主要基于波動方程的傳遞矩陣法如saharabudhe等。Craggs在1976年Munjal在1987年分別編寫了有限元法和邊界元法等聲學(xué)理論。事實上這些理論和方法早在1975年就被Young和 Crocker用來預(yù)測傳聲損失。這些理論是可靠的分析，但是在第一個發(fā)展階段無效，因為它們需要太多的財力和時間去執(zhí)行。此外，當(dāng)設(shè)計變量改變時建模和分析需要重復(fù)的執(zhí)行。因此，對于消聲器系統(tǒng)降噪，我們需要的是成本低，費力小的高效的設(shè)計方法。近來，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)和許多研究中的田口實驗法被提到例如在1989年的bendell等人，1988年的Mishima,，1994年的Park 等人，1999年的Wang 等人，1999年的Ki等人。據(jù)了解，田口法（1991年，1991年b，1991 c），能很好的解決實際問題，它的長處在于它是利用正交陣列并且能減少實驗次數(shù)以得到最佳條件（1999年黃禹錫等人，和1995李等人）。然而田口法也有問題，比如在每個控制因素之間的組合的相互作用不匹配。
因此，為了取得更好的分析效果，我們首先采用田口法，作為初步實驗，找出其顯著的主要因素。然后，我們采用分?jǐn)?shù)階乘設(shè)計法檢查所有因數(shù)的組合的相互作用，這是一種傳統(tǒng)的設(shè)計對這些試驗比如（See Cochran與Cox于1957年和Gunst與Hess于1989年）。也就是說分?jǐn)?shù)階乘設(shè)計法所用到的主要參數(shù)是通過初步試驗得到的。最后，田口法應(yīng)用主要參數(shù)和交互作用，通過把它們當(dāng)成對照參數(shù)，同時這些噪聲因素也被考慮進(jìn)去。