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研究生:余易璋
研究生(外文):Yu, Yi-Jhang
論文名稱:空調機系統振動噪音量測診斷程序之發展
論文名稱(外文):Development of Noise and Vibration Measuremt and Diangosis Procedure for Air Conditioner System
指導教授:王栢村
指導教授(外文):Wang, Bor-Tsuen
口試委員:夏紹毅黃培興
口試委員(外文):Hsia, Shao-YiHuang, Pei-Hsi
口試日期:2016-06-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:機械工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:空調機收受端測試路徑端測試路徑分析振動噪音診斷
外文關鍵詞:air-conditionerreceiver test (R-test)path test (P-test)path analysis (P-analysis)noise and vibration diagnosis
相關次數:
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迴轉式壓縮機安裝於空調機系統匹配之振動噪音問題,一直是業界所關心與注重的課題之一,找出空調機系統結構所產生的振動噪音來源與改善,為目前廠商極力解決之重點項目。本文主要目標在於發展空調機系統振動噪音診斷程序,首先介紹振動與噪音的量測方法,包含收受端測試(Receiver test, R- test)及路徑端測試(Path test,P- test),並探討了空調機系統內部結構路徑,其吸入口與吐出口銅管為主要有興趣研究區域,且進行P-test透過實驗模態分析(EMA)求得結構振動特性。接著探討空調機之噪音特性,發現吸入口與吐出口銅之振動模態有其關聯性,並採用有限元素分析(FEA)對吸入口與吐出口銅管進行路徑分析(Path-analysis)建立吸入口與吐出口銅管之有限元素模型,透過EMA之實驗結果校準其管路系統模型。結果顯示,管路系統模型以三維樑元素(BEAM) 與三維線性立方體元素(SOLID)分別建立有限元素模型,都能有效的適當模擬吸入口與吐出口銅管之振動特性。且最重要的是可以觀察顯示管路系統結構之模態振型,可據與輔助空調機系統之振動噪音診斷。
The rotary compressor is installed within the air-conditioner system, and the related noise and vibration resulting from the assembly effect can be of concern. Finding the source and the resolution of noise and vibration in the air-conditioner system is a critical issue. This work aims to develop the noise and vibration diagnosis procedure for the air-conditioner system. The noise and vibration measurement is first introduced, including both the receiver test (R-test) and path test (P-test), respectively. The structural paths in the air-conditioner system are discussed, and the inlet and outlet pipes are the primary interest parts that are conducted by P-test, i.e. experimental modal analysis (EMA), to investigate structural vibration characteristics. The emitted noise from the air-conditioner is studied and found correlated to those pipe’s vibration modes. The P-analysis, i.e. finite element analysis (FEA) on the inlet and outlet pipes is also conducted to build up the analytical FE models and calibrate the pipe system models via EMA. Both BEAM and SOLID element models are, respectively, constructed and shown effective to simulate the inlet and outlet pipe properly. Importantly, the structural mode shapes of the pipes can be visualized to assist noise diagnosis on the air-conditioner system. This work studies the structural path of the air-conditioner system, in particular the inlet and outlet pipes. Through P-test and P-analysis on the pipes, this work builds up the noise and vibration prognosis procedure and helps on structural design modification for noise and vibration concern.
摘要 I
Abstract II
謝 誌 IV
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第1章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2文獻回顧 2
1.3全文概述 7
第2章 迴轉式壓縮機與空調機系統之振動噪音研究回顧 12
2.1空調機之振動噪音診斷程序與理念 13
2.2運轉下迴轉式壓縮機之振動與噪音量測程序 18
2.3空調機系統之振動與噪音量測程序 19
2.4本章結論 21
第3章 壓縮機吸入口及吐出口銅管之振動特性探討 22
3.1吸入口及吐出口銅管簡介與研究方法 23
3.2不同尺寸銅管之材料參數探討 25
3.2.1有限元素分析(Finite element analysis, FEA) 26
3.2.2實驗模態分析(Experimental modal analysis, EMA) 27
3.2.3結果與討論 28
3.3壓縮機吸入口及吐出口銅管之模型驗證 32
3.3.1壓縮機吸入口銅管之模型驗證 32
3.3.2壓縮機吐出口銅管之模型驗證 37
3.4本章結論 41
第4章 空調機振動噪音與路徑結構關聯性探討與診斷 42
4.1空調機路徑結構安裝制振塊之振動特性探討 43
4.2空調機路徑結構有/無制振塊之關聯性探討 50
4.3空調機路徑結構以不同有限元素模型建立之振動特性探討 58
4.4空調機之振動與噪音關聯性探討分析 67
4.5空調機之振動噪音與路徑結構診斷 71
4.6本章結論 76
第5章 結論與未來建議 78
5.1 結論 78
5.2 未來建議 80
參考文獻 81
附錄A: 壓縮機吸入口及吐出口銅管之振動特性探討 86
作者簡介 101


1.王栢村,王文志,王廷維,黃啟順,2013,「機械噪音測量和診斷定制程序:雙螺桿壓縮機之應用」,中華民國振動與噪音工程學會第21屆學術研討會,台北,論文編號:A0011。
2.王栢村,葉銘凱,林建敦,吳秉修,周建中,陳金龍,2013,「機械噪音測量和診斷定制程序:迴轉式壓縮機之應用」,中國機械工程學會102年度年會暨第30屆全國學術研討會,宜蘭,論文編號:1931。
3.王栢村,林建敦,吳秉修,陳金龍,徐維良,謝長鴻,2014,「閥片與護片組件之模擬與實驗對迴轉式壓縮機之噪音評估」,精密機械與製造科技研討會,屏東,論文編號:J023。
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5.王栢村,林建敦,吳秉修,陳柏儫,陳金龍,謝長鴻,2014,「應用CAE於迴轉式壓縮機之噪音診斷」,中華民國力學學會第三十八屆全國力學會議,基隆,論文編號:G-12-611。
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13.Li, L., Wu, J., Zhou, X., and Gao, Q., 2008, “Noise Reduction of Accumulators for R410A Rotary Compressors,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, West Lafayette, IN, USA, paper1857.
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15.Park, S. G., Park, J. T., Seo, K. W., and Lee, G. B., 2012, “Comparison of the Sound Quality Characteristics for the Outdoor Unit according to the Compressor Model,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, USA, Paper 2229.
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19.Huang, J. P., Hu, Y. S., Xia, S. H., and Xu, J., 2010, “Noise Reduction Technology for Inverter Controlled Rotary Compressor,” International Compressor Engineering Conference, West Lafayette, IN, USA, Paper1948.
20.王栢村,謝長鴻,王文志,黃啟順,劉家良,2012,「雙螺旋式壓縮機於不同工況下之噪音特性分析」,中華民國振動與噪音工程學會第20屆學術研討會,彰化,論文編號:C-01。
21.Kim, Y. H., Joo, J. M., and Oh, S. K., 2000, “Experimental Characteristics of Frequency Modulated Noise of Compressor,” International Compressor Engineering Conference, West Lafayette, IN, USA, Paper 1440.
22.Marshall, S. E., 2003, “Estimating Sound Radiation From Refrigerant Compressor Housings Using Vibration Measurements, ” Proceedings in Noise-Con 2003, Cleveland, Ohio, p. 34-38.
23.Lee, Y. C., Wang, B. T., Lai, Y.S., Yeh, C. L., and Chen, R. S., 2008, “Calibration of Equivalent Finite Element Model for Packaged Printed Circuit Board by Experimental Modal Analysis,” The 10th Electronics Packaging Technology Conference , Singapore, Paper No.: P0112.
24.王栢村,吳秉修,林建敦,周建中,陳金龍,2013,「儲液瓶單一零組件之模型驗證與材料參數探討」,屏東科技大學暨北京科技大學第八屆學術交流研討會,屏東,論文編號:B25。
25.王栢村,張年華,黃裕仁,張佐銘,2010,「應用實驗模態分析於碳纖維試片之機械性質測定」,機械技師學刊,屏東,論文編號:C22。
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28.林鴻裕,劉思正,王栢村,厲光耀,2003,「應用有限元素法與實驗模態分析之圓柱形薄殼結構模型驗證」,中華民國振動與噪音工程學會第十一屆學術研討會,基隆,第198-205頁。
29.邱武耀,吳柏毅,馮昶欽,陳彥伊,邱柏欽,「手動鑽床之振動特性與模態分析」,第十七屆中華民國振動與噪音工程學術研討會,台北,論文編號:A-08,2009。
30.王栢村,林建敦,吳秉修,陳金龍,徐維良,謝長鴻,2014,「迴轉式壓縮機之泵零件與泵組合件之模型驗證」,第二十二屆中華民國振動與噪音工程學術研討會,彰化,論文編號:B2-2。
31.Hu, H. W., Wang, B. T., Su, J. S., and Lee, C. H., 2004, “Free Vibration Analysis of Composite Symmetrical Laminates Using FEA and EMA, ” Proceedings of the 21st National Conference on Mechanical Engineering, The Chinese Society of Mechanical Engineers, Kaohsiung, pp. 2449-2454.
32.王栢村,陳昱成,陳勇全,2010,「車架之實驗模態分析實務與振動模態特性探討」,中華民國振動與噪音工程學會第十八屆學術研討會,台北,論文編號:C-150。
33.王栢村,林建敦,吳秉修,林聖傑,陳金龍,謝長鴻,2014,「迴轉式壓縮機本體與組合件模型驗證」,中國機工程學會第三十一屆全國學術研討會,台中市,論文編號:03190。
34.王栢村、黃俞憲、李昆達,2008,「振動試驗機平台EMA 與OMA 之比較析」,屏東科技大學暨北京科技大學第三屆學術交流研討會,北京,論文編號:MB0809.
35.王栢村,林政湟,李昆達,2004,「激振器音圈結構之實驗模態分析與模型驗證」,機械工程學會第二十屆全國學術研討會,台北,第529-536 頁。
36.楊煥弟,2009,「壓縮機噪聲振動與空調外機噪聲關係分析」,噪聲與振動控制,第29期,第1卷,第149-152頁。
37.王栢村,王文志,謝長鴻,黃啟順,劉家良,2012,「雙螺旋式壓縮機之噪音與振動關聯性分析」,2012年能源與冷凍空調學術研討會,台北,論文編號:No.17
38.Wang, B. T., Hsieh, C. H., Wang, W. C., and Liu, C. L., 2012, “Noise and Vibration Characteristic Studies of Twin Screw Compressor in different Operating Conditions,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, West Lafayette, IN, USA, Paper 1427.
39.王栢村,陳柏儫,余易璋,林聖傑,王文志,陳金龍,2015,「運轉下迴轉式壓縮機之噪音特性與各部位振動聯性探討」,第二十三屆中華民國振動與噪音工程學術研討會,台北,論文編號:A-5。
40.陳柏儫,2015,迴轉式壓縮機與冷氣機系統匹配之振動噪音研究,碩士論文,國立屏東科技大學機械工程研究所,屏東
41.林建敦,2014,迴轉式壓縮機之泵組合件的模擬與模型驗證,碩士論文,國立屏東科技大學機械工程研究所,屏東
42.王文志,2013,雙螺旋壓縮機之噪音振動量測與評估,碩士論文,國立屏東科技大學機械工程研究所,屏東
43.謝長鴻,2012,客制化應用於振動噪音量測與分析系統之開發,碩士論文,國立屏東科技大學機械工程研究所,屏東。

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