20091130_读《汽车噪声与振动——理论与应用》心得

稳态频率正弦扫描激励法 自由衰减曲线法
电测法
阻尼比的测定 位移直接测量测定振型
光测法
激光全息摄影测振 激光多普勒测振 脉冲激光电子斑干涉法测振
车身声学处理
吸声：是指空气中的声波在通过或入射到介质界面损失声能的过程。 吸声产生的机理：
黏滞性和内摩擦效应-----在声波入射到材料表面时尤为明显，是吸声的主要机理。 热传导效应
《汽车匀速行驶车内噪声测量方法》 QC/T 57-93 《汽车加速行驶车外噪声测量方法》 QC/T 58-93
振动基础
---基本概念 有限元法：是指用有限单元将结构弹性域或空气域离散化，根据力学 方程或声学波动方程，得到联立代数方程式，通过求解代数方程式得 到振动或声学特性的方法。
模态：模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、
地毯植绒
质量隔垫
多孔衬垫 阻尼层 车身前围板
前围板穿通元件的声学设计示意
除了穿通元件外，由于质量隔层和衬垫各处厚常常不一样，假设个区域的传递损失分贝
值是STLi，面积是Si，那么整个前围板的复合声传递损失为：
10( STLi /10)Si STL 10lg{ } Si
轰鸣声(Booming)如何解决
读《汽车噪声与振动——理论与应用》心得
************ 2009-12-08
内容
心得
声学基础
概念 测试仪器、测试环境、标准
振动基础
概念 测试技术、设备
车身声学处理
吸音、隔音、阻尼；统计能量法
实际工作中会碰到的几个问题
如何评估发动机舱隔音罩减噪量 如何解决轰鸣(Booming)噪声 如何提高车门关门的声品质
对于车内轰鸣问题，一般从以下三方面着手，
检查各缸爆发压力是否均匀，测试曲轴和轴承等的振动找出振动源。 结合有限元方法通过车身壁板灵敏度、贡献度分析等，修改车身动态特性使耦合固有频率移
出常用转速范围，尽量降低振动响应。
主动噪声控制技术
如何提高车门关门的声品质
声品质是衡量车门关门的重要指标之一，
心得
弄清声学基本概念很重要 学以致用，能解决工作中的实际问题
声学基础
---基本概念
和声音有关的参数主要有声压(p)、声阻抗(Z)、声强(I)、声
功率(W) 声压(p)：当地声压于大气压之差。声场中某一瞬间的声压值称为
瞬时声压，瞬时声压对时间取均方根称为有效声压，一般声学仪 表测得的是有效声压。
如果噪声输入准确，建模方法得当，400Hz以上时，统计能量分析的预测值与实验值之
差一般在2~3dB之内
如何评估发动机舱隔音罩减噪量
估算公式：NR 插入损入IL 10lg(
S )（S，S0分别为总表面积和孔隙面积） S0
如何评估前围复合声传递损失
前围板声学处理以隔声为主，吸声不计或为辅。处理结构如下
声学基础
---噪声测试标准
中国噪声标准

《机动车辆允许噪声》 GB 1495-79
《机动车辆噪声测量方法》 GB/T 1496-79 《机动车辆定置噪声测量方法》 GB/T 14365-93
《汽车定置噪声限值》 GB 16170
《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》 GB 1495-2002
阻尼比和模态振型。
模态分析：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态
坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方 程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其 每列为模态振型。
模态分析的作用：识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分
析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。
吸声
常用的吸声材料或结构可分为两大类：
多孔吸声材料，包括纤维吸声材料如毛毡、泡沫状吸声材料如海绵等。

其吸声系数曲线多随频率增加而单调递增
共振吸声材料和结构，包括单个或多个共振器或共鸣腔

其吸声系数曲线只在某一频率（通常是低频）附近呈现极大值，而在其他频率范围表现不佳
工程上常用的评价指标
双层板结构(散入射)：
ST L {20lg [fs1 ] 47.5} {20lg [fs2 ] 47.5} 6
车身声学处理
阻尼
阻尼表示系统自身振动幅值或能量衰减的能力
阻尼比ξ 阻尼损ห้องสมุดไป่ตู้因子η
2
车身钢板经过冲、焊等工艺，结构振动会在焊点产生局部摩擦，使得结构阻尼损耗因子
明显高于钢板本身的阻尼，达0.005或更高。
车身阻尼处理包括：
自由阻尼处理

热黏结阻尼-----沥青类 对工人体力要求大，效率低，易产生微量粉尘


喷涂阻尼 ------水基材料
约束阻尼处理
用铝箔作约束层 汽车阻尼夹层钢板
材料和结构阻尼测试：
• •
薄夹层钢板 厚夹层钢板
多用于发动机油底壳等结构 多用于高档车前围板、后轮罩
结构传播噪声（Structure-borne noise）：路面激励、发动机系统激
励，间接或直接传到车身，引起车身振动，并通过结构辐射噪声到车 内，称为结构传播噪声。
模态重合度：用来表示一个频率范围内所有的模态数目。
振动基础
---振动测试技术
振动测试方法有
机械法
固有频率的测定
• •
垂直入射吸声系数-----阻抗管或驻波管 漫入射吸声系数-----混响室
用平均吸声系数评价

NRC降噪系数（Noise Reduction Coefficient），即取材料四个倍频程（250Hz、500Hz、1000Hz、 2000Hz）的吸声系数的平均值，精确到0.05。
NRC
250 500 1000 2000
密封良好，特别注意密封条的压缩量和硬度 采用“两级”密封设计 增加车门的刚度 附加阻尼处理，依靠阻尼衰减瞬态振动和噪声辐射
Question?
声学基础
---噪声测试环境
噪声测试环境(声场)对测量结果影响很大。
自由声场-----只有直达声无反射声 消声室 半自由场-----只存在直达声和一次反射声 半消声室 扩散声场-----声波在所有方向上以相同的幅度和概率传播 混响室 半扩散声场-----介于自由声场和混响场之间 半混响室
4
车身声学处理
隔声
隔声：声波在空气中传播时，一般用各种易吸收能量的物质消耗声波的能量，使声能在
传播途径中受到阻挡而不能直接通过的措施，称为隔声。
单层平板结构(散入射）：
STL≈20lg(fρs) -47.5 （f是频率， ρs 是板面密度） 实际中壁板并非无限大，且质量和刚度分布不均，如加强筋或呈复杂几何形状，其STL 常常会低于质量定理得理论值。
声阻抗(Z)：声压与体积速度的复数的比值，是表示介质特性的重
要参数。
声强(I)：单位时间内，通过垂直于声波传播方向的单位面积的声
能称为声强。属于矢量。
声功率(W)：声源的强弱。
次声波、超声波
声学基础
---噪声测试仪器
在汽车噪声测试中常用的设备有：
传声器-----用来直接测量声场的声压 声级计 用于分析噪声的频率构成特征 频谱分析仪 声强分析仪 信号处理仪
小型试样-----梁状样件（一般采用SAE J1637梁状样件阻尼测试标准） 中型试样-----板状样件 大型试样-----车身板，整车（半功率法、模态分析法、模态振动衰减法）
车身声学处理
统计能量法
统计能量的使用范围可以用模态重合度来判断
即当系统的模态重合度远大于1，统计能量分析就有效。