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1、汽车噪声与振动汽车噪声与振动第1页，本讲稿共19页 弄清声学基本概念很重要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学以致用，能解决工作中的实际问题心得心得第2页，本讲稿共19页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。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、超声波声学基础声
2、学基础-基本概念基本概念第3页，本讲稿共19页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频谱分析仪声强分析仪信号处理仪声学基础声学基础-噪声测试仪器噪声测试仪器用于分析噪声的频率构成特征第4页，本讲稿共19页噪声测试环境(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声学基础声学基础-噪声测试环境噪声测试环境第5页，本讲稿共19页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
3、-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声学基础声学基础-噪声测试标准噪声测试标准第6页，本讲稿共19页有限元法：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、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
4、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。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。振动基础振动基础-基本概念基本概念第7页，本讲稿共19页振动测试方法有机械法固有频率的测定稳态频率正弦扫描激励法自由衰减曲线法电测法
5、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振动基础振动基础-振动测试技术振动测试技术第8页，本讲稿共19页吸声：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垂直入射
6、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。吸声吸声车身声学处理车身声学处理第9页，本讲稿共19页隔声隔声车身声学处理车身声学处理隔声：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）：STL20lg(fs)-47.5 （f是频率，s 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
7、复杂几何形状，其STL常常会低于质量定理得理论值。双层板结构(散入射)：第10页，本讲稿共19页阻尼表示系统自身振动幅值或能量衰减的能力阻尼比阻尼损耗因子车身钢板经过冲、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薄夹层钢板厚夹层钢板材料和结构阻尼测试：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）Y 阻尼阻尼车身声学处理车身
8、声学处理对工人体力要求大，效率低，易产生微量粉尘多用于发动机油底壳等结构多用于高档车前围板、后轮罩第11页，本讲稿共19页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。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23dB之内统计能量法统计能量法车身声学处理车身声学处理第12页，本讲稿共19页估算公式：（S，S0分别为总表面积和孔隙面积）如何评估发动机舱隔音罩减噪量如何评估发动机舱隔音罩减噪量第13页，本讲稿共19页l前围板声学处理以隔声为主，吸声不计或为辅。处理结构如下前围板穿通元件的声学设计示意除了穿通元
9、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：如何评估前围复合声传递损失如何评估前围复合声传递损失地毯植绒质量隔垫多孔衬垫阻尼层车身前围板第14页，本讲稿共19页对于车内轰鸣问题，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。主动噪声控制技术轰鸣声轰鸣声(Booming)如何解决如何解决第15页，本讲稿共19页声品质是衡量车门关门的重要指标之一，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如何提高车门关门的声品质如何提高车门关门的声品质第16页，本讲稿共19页Question?第17页，本讲稿共19页