U型波纹管声学传递损失的数值分析与实验验证

简介

U型波纹管是常用的管道连接和补偿装置,波纹管的结构设计对其声学传递特性具有重要影响。采用声学有限元法建立了波纹管的数值计算模型,计算了不同结构参数下波纹管的声学传递损失,得到了结构参数对波纹管声学传递损失的影响规律。基于有限元仿真结果,建立了波纹管传递损失峰值频带上、下限频率计算的数学模型。设计加工了一个波纹管试件,采用两负载实验法测试了其声学传递损失,并将实验结果与有限元仿真结果进行了对比。结果表明：U型波纹管的声学传递损失具有典型的带阻滤波特性;波高、波宽及内径是影响波纹管传递损失峰值频带上、下限频率的最主要因素;波纹管传递损失峰值频带上、下限频率数学模型的计算结果与有限元仿真结果的误差在±3.0%以内;波纹管声学传递损失的实验结果与仿真结果基本吻合,验证了波纹管声学有限元模型和声学传递损失峰值频带上、下限频率数学模型的准确性与有效性。该研究为U型波纹管的声学设计提供相应的理论依据,也为其声学应用提供了新思路。