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摘 要：本文首先阐述了常见降噪技术，提出来洗碗机中噪声控制技术的应用，然后简要分析了洗碗机结构优化设计，仅供参考。
关键词：洗碗机；噪声控制技术；应用
1.常见降噪技术分析
被动控制和主动控制是最常用的降噪技术，所谓被动控制是指：在噪声控制过程中，除噪声源外没有其他外加能量输入的控制方法。传统的吸声、隔声、消声及隔振等均属噪声被动控制。家电及民用产品主要使用被动降噪技术，本文也主要探讨被动降噪技术的应用。如果在噪声控制过程中，在噪声源以外，人为加入能量（次级声源或次级力源等）来控制噪声的方法称为噪声主动控制。
1.1 吸声降噪
1）吸声材料降噪
噪声控制工程中常用的吸声材料都是多孔材料，如矿渣棉、石棉、玻璃棉、毛毡、木丝板等，这些材料表面富有细孔，孔和孔之间互相联通，并深入到材料内层，声波容易顺利地透入。当声波进入材料孔隙时，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维波动，由于摩擦和粘滞阻尼作用，声能变为热能而耗散掉。多孔吸声材料的吸声特性随声的频率变化而变化。低频时，由于孔隙中的空气在单位时间内的振动次数少，对声波的衰减作用不大，故吸声系数很低。随着频率的提高，吸声系数逐渐增大，达到某一值后，增加不再明显。同一种多孔吸声材料在實际使用中增加吸声材料的厚度，可以提高低、中频的吸声效果，但厚度增加到一定程度后，效果就变得不明显了。在实际使用中，温度、湿度和气流等环境条件对吸声材料的吸声性能也有一定影响。温度增高，吸声峰值向高频移动。使用时不要超过材料的温度使用范围，否则材料会被破坏，失去吸声作用。当吸声材料吸水受潮时，会引起材料变质，使材料中的间隙和小孔被水堵塞，使孑 L 隙率减小，从而影响吸声性能。气流则会使材料纤维飞散，还会引起声波长变化，使吸声峰值向高或低移动，呈现特性不稳定的情况。同一种多孔吸声材料的密度对吸声系数有一定影响，这是因为它直接与流阻有关。一般来讲，吸声材料的密度增加，低频吸声效果增加，高频吸声效果下降。因此，对吸声材料的密度必须合理地选择，以求最佳的吸声效果。
2）吸声结构降噪
吸声结构降噪包括薄膜共振吸声结构、穿孔板吸声结构、微穿孔板吸声结构等。穿孔板的穿孔直径减小到 1mm以下，则可增加吸声系数，拓宽吸声频带。微穿孔板吸声结构通常指板厚小于 1mm的薄板上穿以孔径小于 1mm的微孔，穿孔率在 1%～5%，板后面留有 5～20mm厚度空气层的吸声结构。
1.2 隔声结构降噪
常见隔声结构有单层隔声结构和双层隔声结构等多种形式，衡量隔声效果的两个重要指标是声强透射系数（简称透射系数）和隔声量。通常双层壁之间空气层厚度增加，隔声量增加，但空气层厚度超过 lOem后，隔声量就几乎不再增加，故实用上一般取空气层厚度为 8- 10cm。
双层壁隔声也存在同单层壁一样的吻合效应，若两壁为厚度相同的同种材料时，其吻合临界频率与单层壁相同，可使隔声量明显下降。若两壁采用不同材料或设计成不同厚度时，可便两个单层壁的临界频率互相错开，从而避免出现隔声量低谷过深的吻合效应区域。在双层壁的中间空气层填入适量的吸声材料，可以消除共振及吻合效应对隔声效果的影响，一般在壁的中间空气层填充一些内阻较大的材料，如玻璃棉、矿植棉等，这样会吸收声能，进一步提高结构的隔声效果，可以提高结构隔声量。
1.3 阻尼减振降噪
自由阻尼处理：拉压变形耗散振动能量。约束阻尼处理：剪切变形耗散振动能量。以上是常用的被动降噪方法，在家电产品及洗碗机降噪处理中有较多的应用。
2.降噪技术在洗碗机中的应用
根据对前述噪声控制技术的分析，我们采用阻尼减振降噪以应对低频噪声；采用吸音棉吸声降噪以应对中高频噪声；采用隔音降噪技术以应对全频噪声。通过多种噪声控制技术并用的方式，有针对性地根据降噪前的测试分析进行降噪处理，达成实际降噪效果。降噪处理前的洗碗机频程与频谱分析通过一系列的降噪措施后，从时间历程上看，在整个洗碗机工作过程，洗碗机整体噪声己有大幅下降；从频谱上看，从低频到高频，各频段上的洗碗机的噪声都有所下降，己不再是全频段均处于较高幅值的状态，说明针对各频段所釆取的降噪措施己发挥作用。
3.洗碗机结构优化设计
3.1 内胆底板结构优化方案
利用 Optistruct 软件通过加入加强筋的方式对内胆底板进行结构优化。在优化内胆底板时，需要综合考虑底板的对称性和排渣的通畅性。以底板的固有频率为目标函数，施加对称约束和方向约束。
其中一个表示筋深度 10mm，另一个表示 0，中间表示（0～10）mm 之间。由于这个结果很不规则，只能作为加筋的参考。根据上面的加筋思路，结合实际，前面原来小横筋去掉，加 3 条纵筋，后面原来宽筋去掉，加 2 条纵筋，左右各加 1 条横筋，宽度均为 40mm，深度 5mm，优化后内胆底板布局，底板第五阶模态优化前后相关对比，优化前模态（左）freq=114Hz、优化后模态（右）freq=128Hz，第五阶模态固有频率增加了 14Hz，结构优化后的内胆底板的第 5 阶模态固有频率显著增加，能够有效的避免内胆底板的共振。为了解内胆底板优化后内胆整体的振动响应情况，需要对内胆整体进行谐响应分析。
3.2 优化后样机噪音测试
根据之前的试验和仿真分析，通过优化内胆底板结构来避免内胆底板的共振，从而降低洗碗机的振动和噪音。对优化后的洗碗机样机进行噪音测试，结果优化后的样机噪声为 38.87dB<39dB，满足该洗碗机减振降噪的设计要求，这里所采用的洗碗机减振降噪方案是可行的。
结语
综上所述，可知，噪声控制技术在实际噪声控制中是有效的，具有实际指导意义；通过一系列的降噪措施后，对洗碗机整体噪声得到有效控制，噪声大幅下降，不管是从历程还是从频谱上看，在各时间段、各频段上的洗碗机的噪声均已有所下降，说明针对各频段所釆取的降噪措施已发挥作用。如何有效降噪以及如何降低降噪成本，在适当降低产品工作噪音时如何提高和改善其噪声品质，值得在今后进一步研宄。
参考文献
[1]熊好平，黄龙春.噪声控制技术在洗碗机中的应用[J].家电科技，2014（8）：16- 18
[2]沈飞.远程监控技术在网络洗碗机中的研究与应用[D].广东工业大学，2008.
关键词：洗碗机；噪声控制技术；应用
1.常见降噪技术分析
被动控制和主动控制是最常用的降噪技术，所谓被动控制是指：在噪声控制过程中，除噪声源外没有其他外加能量输入的控制方法。传统的吸声、隔声、消声及隔振等均属噪声被动控制。家电及民用产品主要使用被动降噪技术，本文也主要探讨被动降噪技术的应用。如果在噪声控制过程中，在噪声源以外，人为加入能量（次级声源或次级力源等）来控制噪声的方法称为噪声主动控制。
1.1 吸声降噪
1）吸声材料降噪
噪声控制工程中常用的吸声材料都是多孔材料，如矿渣棉、石棉、玻璃棉、毛毡、木丝板等，这些材料表面富有细孔，孔和孔之间互相联通，并深入到材料内层，声波容易顺利地透入。当声波进入材料孔隙时，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维波动，由于摩擦和粘滞阻尼作用，声能变为热能而耗散掉。多孔吸声材料的吸声特性随声的频率变化而变化。低频时，由于孔隙中的空气在单位时间内的振动次数少，对声波的衰减作用不大，故吸声系数很低。随着频率的提高，吸声系数逐渐增大，达到某一值后，增加不再明显。同一种多孔吸声材料在實际使用中增加吸声材料的厚度，可以提高低、中频的吸声效果，但厚度增加到一定程度后，效果就变得不明显了。在实际使用中，温度、湿度和气流等环境条件对吸声材料的吸声性能也有一定影响。温度增高，吸声峰值向高频移动。使用时不要超过材料的温度使用范围，否则材料会被破坏，失去吸声作用。当吸声材料吸水受潮时，会引起材料变质，使材料中的间隙和小孔被水堵塞，使孑 L 隙率减小，从而影响吸声性能。气流则会使材料纤维飞散，还会引起声波长变化，使吸声峰值向高或低移动，呈现特性不稳定的情况。同一种多孔吸声材料的密度对吸声系数有一定影响，这是因为它直接与流阻有关。一般来讲，吸声材料的密度增加，低频吸声效果增加，高频吸声效果下降。因此，对吸声材料的密度必须合理地选择，以求最佳的吸声效果。
2）吸声结构降噪
吸声结构降噪包括薄膜共振吸声结构、穿孔板吸声结构、微穿孔板吸声结构等。穿孔板的穿孔直径减小到 1mm以下，则可增加吸声系数，拓宽吸声频带。微穿孔板吸声结构通常指板厚小于 1mm的薄板上穿以孔径小于 1mm的微孔，穿孔率在 1%～5%，板后面留有 5～20mm厚度空气层的吸声结构。
1.2 隔声结构降噪
常见隔声结构有单层隔声结构和双层隔声结构等多种形式，衡量隔声效果的两个重要指标是声强透射系数（简称透射系数）和隔声量。通常双层壁之间空气层厚度增加，隔声量增加，但空气层厚度超过 lOem后，隔声量就几乎不再增加，故实用上一般取空气层厚度为 8- 10cm。
双层壁隔声也存在同单层壁一样的吻合效应，若两壁为厚度相同的同种材料时，其吻合临界频率与单层壁相同，可使隔声量明显下降。若两壁采用不同材料或设计成不同厚度时，可便两个单层壁的临界频率互相错开，从而避免出现隔声量低谷过深的吻合效应区域。在双层壁的中间空气层填入适量的吸声材料，可以消除共振及吻合效应对隔声效果的影响，一般在壁的中间空气层填充一些内阻较大的材料，如玻璃棉、矿植棉等，这样会吸收声能，进一步提高结构的隔声效果，可以提高结构隔声量。
1.3 阻尼减振降噪
自由阻尼处理：拉压变形耗散振动能量。约束阻尼处理：剪切变形耗散振动能量。以上是常用的被动降噪方法，在家电产品及洗碗机降噪处理中有较多的应用。
2.降噪技术在洗碗机中的应用
根据对前述噪声控制技术的分析，我们采用阻尼减振降噪以应对低频噪声；采用吸音棉吸声降噪以应对中高频噪声；采用隔音降噪技术以应对全频噪声。通过多种噪声控制技术并用的方式，有针对性地根据降噪前的测试分析进行降噪处理，达成实际降噪效果。降噪处理前的洗碗机频程与频谱分析通过一系列的降噪措施后，从时间历程上看，在整个洗碗机工作过程，洗碗机整体噪声己有大幅下降；从频谱上看，从低频到高频，各频段上的洗碗机的噪声都有所下降，己不再是全频段均处于较高幅值的状态，说明针对各频段所釆取的降噪措施己发挥作用。
3.洗碗机结构优化设计
3.1 内胆底板结构优化方案
利用 Optistruct 软件通过加入加强筋的方式对内胆底板进行结构优化。在优化内胆底板时，需要综合考虑底板的对称性和排渣的通畅性。以底板的固有频率为目标函数，施加对称约束和方向约束。
其中一个表示筋深度 10mm，另一个表示 0，中间表示（0～10）mm 之间。由于这个结果很不规则，只能作为加筋的参考。根据上面的加筋思路，结合实际，前面原来小横筋去掉，加 3 条纵筋，后面原来宽筋去掉，加 2 条纵筋，左右各加 1 条横筋，宽度均为 40mm，深度 5mm，优化后内胆底板布局，底板第五阶模态优化前后相关对比，优化前模态（左）freq=114Hz、优化后模态（右）freq=128Hz，第五阶模态固有频率增加了 14Hz，结构优化后的内胆底板的第 5 阶模态固有频率显著增加，能够有效的避免内胆底板的共振。为了解内胆底板优化后内胆整体的振动响应情况，需要对内胆整体进行谐响应分析。
3.2 优化后样机噪音测试
根据之前的试验和仿真分析，通过优化内胆底板结构来避免内胆底板的共振，从而降低洗碗机的振动和噪音。对优化后的洗碗机样机进行噪音测试，结果优化后的样机噪声为 38.87dB<39dB，满足该洗碗机减振降噪的设计要求，这里所采用的洗碗机减振降噪方案是可行的。
结语
综上所述，可知，噪声控制技术在实际噪声控制中是有效的，具有实际指导意义；通过一系列的降噪措施后，对洗碗机整体噪声得到有效控制，噪声大幅下降，不管是从历程还是从频谱上看，在各时间段、各频段上的洗碗机的噪声均已有所下降，说明针对各频段所釆取的降噪措施已发挥作用。如何有效降噪以及如何降低降噪成本，在适当降低产品工作噪音时如何提高和改善其噪声品质，值得在今后进一步研宄。
参考文献
[1]熊好平，黄龙春.噪声控制技术在洗碗机中的应用[J].家电科技，2014（8）：16- 18
[2]沈飞.远程监控技术在网络洗碗机中的研究与应用[D].广东工业大学，2008.