23365

طراحي هندسه بهينه صدا خفه‌كن دو محفظه‌اي در مقايسه با چيدمان تك محفظه‌اي براي كاربرد در خودرو

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك - طراحي سيستم هاي ديناميكي خودرو

1399-1400

1399/11/30

دكتر محمد حسن شجاعي فرد- دكتر سلمان ابراهيمي نژاد رفسنجاني

-

خودرو

در اين پايان نامه هدف بهبود عملكرد كاري صدا خفه‌كن دو محفظه و همچنين بهبود يافتن وزن، حجم و ابعاد هندسي صدا خفه‌كن به تبع كاهش هزينه‌هاي اوليه ساخت و نگهداري صدا خفه‌كن بر اساس معيارهاي طراحي صدا خفه‌كن است. پارامتر معمول در محاسبه مشخصه ميزان نويز منتشر شده از يك صدا خفه‌كن تراز افت انتقال صوت (TL) مي‌باشد. هندسه صدا خفه‌كن به كار رفته با سطح مقطع دايره‌اي است كه پس از مدل سازي در نرم افزار مدل ساز و مقايسه تعدادي هندسه مختلف صدا خفه‌كن تك محفظه و دو محفظه در نرم افزار المان محدود با يكديگر مقايسه گرديده. پس از آن چندين مدل صدا خفه‌كن دو محفظه مرجع، مدل‌سازي و صحه گذاري آن‌ها با روش المان محدود بدست آمده است. نتايج حاصله افت انتقال قابل قبول مي‌باشد. در پايان با بهبود پارامترهاي هندسي مدل در نرم افزار كامسول مدل به صورت بررسي پارامتريك و با در نظر گرفتن معيارهاي مهم طراحي از نظر مهندسين و طراحان انجام شده. بهبود ابعاد هندسي صدا خفه‌كن با استفاده از روش grid optimization يا Parametric در نرم افزار كامسول انجام شده كه خود يك نوع روش بهبود سازي مدل در نرم افزار است. بدين صورت كه با استفاده از تغييراتي در ابعاد هندسي همچون ( طول محفظه اصلي صدا خفه‌كن، قطر محفظه اصلي صدا خفه‌كن، طول و قطر لوله‌هاي ورودي و ارتباطي در محفظه‌ها، قطر روزنه‌هاي روي لوله‌هاي صدا خفه‌كن سوراخ‌دار و همچنين ميزان سطح مقطع سوراخكاري شده با درصد تخلخل سوراخ روي لوله) انجام شده تا بهترين نقطه كاري عملكردي و هندسي صدا خفه‌كن از نظر ميزان پيك افت انتقال و افزايش و كاهش پهناي باند افت انتقال مشخص گردد. در نهايت از ميان چندين طراحي هندسه با ابعاد بهبود يافته شده همچون صدا خفه‌كن دو محفظه انبساطي، صدا خفه‌كن سوراخ‌دار و صدا خفه‌كن تركيبي، صدا خفه‌كن نوع دو محفظه‌اي انبساطي با يك لوله رابط بين دو محفظه كه داراي قطر كمتر و طول بيشتري نسبت به مدل اوليه مرجع خود دارد انتخاب گرديده است. اين صدا خفه‌كن تا 78 دسي‌بل پيك افت انتقال را در بازه فركانسي مورد نظر براي خودرو 0-500 هرتز در نتايج خروجي نشان داده است كه نسبت به مدل مرجع در اين بازه فركانسي 45 دسي‌بل افت انتقال بيشتري را از خود نشان داده است. همچنين اين مدل نسبت به مدل به اندازه 27.47 % كاهش وزن با در نظر گيري ورق 0.9 ميلي‌متر براي ساخت و 17.19 % كاهش وزن با در نظر گيري ورق 2 ميلي‌متري براي ساخت ارائه داده است. حجم اين صدا خفه‌كن نيز با كاهش 40.48 % ميزان قابل توجهي مي‌باشد.

1399/12/27

Design of two-chamber muffler optimum geometry for automotive applications in comparison with single-chamber layout

2/19/2022 12:00:00 AM

In this dissertation, the aim is to improve the working performance of the two-chamber muffler as well as to improve the weight, volume and geometric dimensions of the muffler due to the reduction of the initial costs of making and maintaining the muffler according to the muffler design criteria. The usual parameter in calculating the characteristic of the amount of noise emitted by a muffler is the sound transmission loss (TL). The geometry of the muffler is used with a circular cross section, which after modeling in the modeling software and comparing a number of different geometries of muffler single-chamber and two-chamber in finite element software are compared with each other. After that, several models of muffler sound with two reference chambers, their modeling and validation by finite element method have been obtained. The results of the transfer drop are acceptable. In the end, by improving the geometric parameters of the model in Comsol software, the model was performed as a parametric survey and taking into account the important design criteria from the point of view of engineers and designers. Improving the geometric dimensions of the muffler is done using the grid optimization or Parametric method in Comsol software, which is a method of model improvement in the software. By using changes in geometric dimensions such as (length of the main chamber of the muffler, the diameter of the main chamber of the muffler, the length and diameter of the inlet and communication pipes in the chambers, the diameter of the holes on the muffler pipes and the cross-sectional area The porosity of the hole on the pipe) is done to determine the best functional and geometric working point of the muffler in terms of the rate of transmission drop and increase and decrease of transmission drop bandwidth. Finally, among several geometry designs with improved dimensions such as two-chamber muffler, perforated muffler and hybrid muffler, two-chamber type expansion muffler with a two-chamber interface tube that is smaller in diameter and longer than the model. The primary reference has been selected. This muffler sound up to 78 decibels showed a transmission Loss in the desired frequency range for the car 0-500 Hz in the output results, which compared to the reference model in this frequency range of 45 decibels showed a greater transmission Loss. Also, this model has provided 27.47% weight reduction compared to the model, considering 0.9 mm sheet for construction and 17.19% weight reduction, considering 2 mm sheet for construction. The volume of this muffler also provides good performance with a reduction of 40.48%.

افت انتقال , صدا خفه كن تك محفظه , صدا خفه كن دو محفظه , صدا خفه كن بهبود يافته , خودرو

Transmission Loss , Single _Chamber Muffler , Two_Chamber Muffler , Improved Muffler , Automotive