冲击板边界条件对材料辨识的影响

针对声源辨识中声源物理属性的相互影响问题,研究了边界条件可变情况下冲击阻尼板的材料辨识。利用球-板撞击物理模型进行声音合成,完成了两组主观评价实验。实验1对不同边界条件和不同材料板的冲击声进行不相似评价,通过多维尺度分析研究了人耳对材料和边界条件的感知。实验2对板材料连续变化的声音集合进行材料辨识,分析了不同边界条件下听者对阻尼的利用能力。结果表明:听者具有利用不同边界条件下板的冲击声进行材料辨识的能力,但辨识结果的优劣与所采用的主观评价实验方法有较大关系,不同边界条件下听者对阻尼的利用能力也相同。     

周期开孔阻尼夹层板结构声辐射特性研究

基于阻尼减振原理,并引用周期性边界条件,从抑制声桥振动能量传递入手,建立了双层板中间夹开孔阻尼的模型;考虑了阻尼材料的频变特性,通过有限元和边界元的数值算法计算辐射声功率,分析了周期性开孔阻尼夹层板结构的声辐射特性。数值计算结果表明在中低频频段内,双层板结构中间敷设周期开孔阻尼对比全敷阻尼抑制双层板结构声辐射能力在某些频段更优,且能达到减少阻尼材料的使用,优化整体结构的重量;分析了周期性开孔阻尼夹层板结构开孔率和周期数对抑制双层板结构声辐射的影响,找到了抑制夹层板声辐射的最优的开孔率和周期数,并对仿真结果进行了相应的实验验证。     

基于扫频响应反推黏弹性材料分数阶导数模型

提出了基于测试获得的扫频响应反推黏弹性材料分数阶导数模型参数的方法。在同时考虑黏弹性材料阻尼和剩余等效黏性阻尼的基础上,建立了基础激励作用下黏弹性复合板动力学方程,给出了求解振动响应的方法。提出利用基于灵敏度的匹配计算实现分数阶导数模型参数辨识的方法。以贴敷ZN-1型黏弹性材料的悬臂钛板为例,辨识得到了该黏弹性材料的分数阶导数模型。将结果代入到黏弹性阻尼板振动响应分析模型中,通过理论与实验的对比,证明了辨识参数的合理性。     

弹性边界对高速列车车窗声辐射特性的影响研究

为研究高速列车车窗在点激励下的声辐射特性,基于Hamilton原理和声学Rayleigh积分建立了弹性边界条件下车窗的有限元-边界元耦合模型,模型中将弹性边界简化为沿车窗四周连续分布的平动弹簧和转动弹簧.利用矩形板在经典边界条件下的模态分析结果、无限大板的声辐射验证了模型的正确性.基于验证后的模型,分析了边界支撑刚度对车窗声辐射的影响,研究了车窗声辐射随边界阻尼的变化规律.研究结果表明,边界平动刚度对车窗声辐射的影响较转动刚度显著;当平动刚度小于1×103 N/m时,车窗的声辐射与无限大板的结果相似;当平动刚度在1×103～1×106 N/m间变化时,声辐射出现明显峰值,且随刚度迅速变化,这些峰值由车窗的模态引起;当平动刚度大于1×106 N/m时,车窗的声辐射随刚度趋于稳定;提高边界阻尼有助于降低车窗在辐射峰值附近的声辐射水平,但作用有限,其中,由复平动刚度产生的边界阻尼比复转动刚度产生的边界阻尼对车窗声辐射的影响大.     

船用钢/复合材料组合系统的内损耗组成分析

利用阻尼性能优越的复合材料进行潜艇减振降噪设计已比较普遍,钢/复合材料板壳组合系统结构作为典型的施工单元件形式,其阻尼性能密切关系到结构在共振区的响应。从黏弹性阻尼理论出发,描述了阻尼耗散机理,基于统计能量的角度对系统内损耗因子组成进行了论述,指出多种材料组合下系统的结构损耗与材料组成、振型相关,声辐射损耗受流体介质、壳板性质等影响较大。进一步完成了钢板、玻纤增强树脂壳板在4种工况下的内损耗因子测试,结合数值计算,总结了试验模型的损耗因子组成规律,并预报了其边界损耗因子。结果表明:相同结构型式及边界条件下,空气中的声辐射损耗仅为水中的1/40左右;在非刚性连接形式下,边界损耗对系统的内损耗因子贡献较大,对于钢板模型,该连接形式与自由边界相比所表征出的总体阻尼性能相差几十倍。     

辐板屏蔽式阻尼车轮振动声辐射特性试验研究

轮轨噪声是轨道交通噪声的主要组成部分,车轮振动声辐射是轮轨噪声主要声源之一,因此,低噪声车轮的研究是降低轨道交通噪声的研究重点。以国内现有某直型辐板地铁车轮为基体,设计并安装一种新型辐板屏蔽式阻尼装置,针对该阻尼车轮,在半消声室内进行试验研究。试验中采用力锤及落球两种激励方式,分析辐板屏蔽式阻尼车轮振动声辐射特性。研究结果表明,该新型阻尼车轮的模态阻尼比显著提高,对于800 Hz以上各阶模态阻尼比均提高一个数量级;阻尼车轮在整个频域范围(0～6 400 Hz),振动频响函数幅值明显低于标准车轮,尤其在中高频区域;阻尼车轮在径向和轴向激励条件下的总辐射声能量级分别降低12.4～13.5 dB和12.4～14.7 dB。在车轮辐射噪声显著频带内,双侧阻尼车轮辐射声能量降低15 dB左右。     

声腔-弹性板结构在不同激励下声辐射特性研究

以声腔-弹性板声振耦合模型为研究对象,对比分析该模型在点力激励和点声源激励下,激励位置、声腔厚度以及弹性边界等对弹性板声辐射功率、表面振速和腔内声压的影响及两种情况下的区别。弹性板的振动位移函数通过谱几何方法得到,并采用Hamliton原理,充分考虑了板的振动与板两侧声场之间的耦合。利用Rayleigh积分,可计算出弹性板的声辐射特性参数。结果表明,在简支约束情况时,点力和点声源两种激励下,激励位置、声腔厚度和弹性边界对板的声辐射功率、表面振速和腔内声压有不同的变化。在薄声腔时,点力激励下,声腔个别模态对板有明显影响。点声源激励下,模型耦合作用明显,弹性板的声辐射功率、表面振速和腔内声压主要受到耦合模态的影响,且点声源的耦合作用明显强于点力作用。相较于扭转刚度,直线刚度对声辐射的影响更大。     

移动质量简支梁耦合时变系统建模与实验设计

建立了移动质量简支梁耦合时变系统的动力学模型,通过数值仿真分析了移动质量速度及加速度对耦合时变系统模态参数的影响,得到移动质量诱导产生的附加阻尼。设计并搭建移动质量简支梁实验系统,通过参考实验得到实验系统的初始阻尼,并分别采用频域和时域模态参数辨识方法对质量块不同移动速度下的实验系统进行辨识。结果表明,所建立动力学模型能够对移动质量问题进行准确描述,实验系统可为时变结构动力学分析的理论研究提供实验支持,特别是对时变结构模态参数辨识方法进行实验验证。     

车内声品质评价系统的研究

研究现有声品质评价方法,开发一套集声音数据可视化管理、声品质主要评价参数计算、声品质主观评价打分及评价结果自动处理为一体的声品质评价系统,并应用该系统进行稳态车内噪声评价实验,证明了系统的正确性和工程应用价值.     

高速列车铝型材模态参数识别及阻尼影响分析

为准确辨识像波纹状铝型材板这样的"空腔铝型板"结构模态,利用力锤敲击方法,获取激励点与响应点之间的频率响应函数并进行模态参数识别。模态参数识别过程中,首先获取了复模态指示函数法、稳态图法两种方法的识别结果,结合声振试验探讨识别结果中声腔模态对结构模态的影响,利用模态判定准则(MAC)验证模态重根;进而根据仿真频率和振型,对比两种模态参数识别结果的准确性;最后,基于仿真验证后的模态参数识别方法,探究阻尼材料对于铝型材模态密度和模态阻尼比的影响。结论表明:对波纹状铝型材板而言,复模态指示函数法结合声振试验分析可获取其真实模态;喷涂4 mm123WF阻尼材料后,模态阻尼比在整个频段内大大提高,模态密度在500 Hz、1 250 Hz和1 600 Hz频段内显著降低;结合我国高速列车车体板件振动实测频谱,建议车体顶板、边顶板、侧墙中部和侧板使用4 mm此类型阻尼材料。     

汽车声品质的GA-BP网络预测与权重分析

为了高效而准确地评价与控制车内噪声品质,以B级车稳态工况下副驾位置的车内噪声为研究对象,采用等级评分法对采集到的声音样本进行了主观评价试验,同时计算了7个客观参数。以客观参量为输入,声品质主观结果为输出,引入基于遗传算法的BP神经网络建立了声品质预测模型。实验显示该模型输出结果与实际评分的相关系数达到0.928,检验组的预测最大误差为±8%。以所建模型的连接权值,分析了客观参数对主观评价结果的贡献度,并以影响系数较大的参数为输入重新构建了预测模型。研究结果表明：稳态工况下,车内声品质主要受响度、粗糙度和尖锐度的影响,其预测模型可由这3个参数来描述。     

阻尼敷设车轮声辐射特性分析

目前在铁路噪声领域的研究中，采用阻尼材料对车轮进行表面处理的方法是一种较为合理的降噪措施，但是阻尼装置往往因为体积、稳定性和安装难度等问题难以应用于实际工作。采用在车轮表面进行阻尼材料贴附的方式相对安装阻尼装置具有更实际的研究意义。这里针对城市列车915mmS型辐板标准车轮，在其辐板表面执行一种轻型的阻尼表面处理方式，并设计全敷设和环形敷设阻尼材料两种敷设方案。通过有限元软件仿真计算，分析在中低频率段，阻尼处理前后车轮的固有频率及声辐射数值特性，对比分析这两种处理方式对于车轮各模态处声辐射特性的影响，提出可靠性更佳的敷设方案。     

考虑声源非线性影响下材料非线性系数测量研究

采用有限幅值法测量材料非线性系数,提出减少声源非线性影响以提高检测结果精度的方法。利用多元高斯声束模型,将准线性条件下探头产生的基波、二次谐波及声源非线性声场表示为纯平面波解、衰减修正项和衍射修正项组合的形式;通过设备输出的监测信号分析声源非线性值的大小;进一步修正了采用平面波理论计算非线性系数计算公式,得到消除声场衍射、声能衰减及声源非线性波影响下更加准确的计算方法。对6061铝试块进行非线性系数的测量试验,结果显示在消除声源非线性影响下,不同检测电压下的测量结果间误差在10%以内,相比于未考虑声源非线性时的结果,其精度得到了极大的提高。研究将为减少声源非线性影响以提高材料非线性系数的测量精度提供理论帮助。     

基于声学法的送风机风速测量实验研究

在不影响送风机管道流场的前提下,基于声学法对送风机风速进行了实验测量。实验采用线性扫频电声源信号,扬声器和传声器分别交叉布置在流道两侧,并与流动方向成一定角度。通过对背景噪声分析,高温环境下声音信号的仿真分析,确定了声源频率为4～8 kHz,通过互相关时延估计算法的仿真研究,采用PHAT加权的互相关算法对声信号进行分析计算,得到传播过程中的准确飞渡时间,从而得到烟气流速。结果表明:声学法能够准确对送风机管道风速进行计算,其测量误差小于5%,能够满足电厂监测需求。     

基于数字仿真人工头测试的柴油机声品质分析

采用仿真人工头记录了某主机厂10.5 L大功率柴油机的声音样本,通过分析声音样本的客观参数,建立了声品质主客观评价预测模型,利用建立的预测模型分析了不同工况下柴油机噪声的声品质特性,分析结果显示:1)在柴油机不同方位,响度随着转速和负荷的增加而增加;尖锐度随着转速的增加显著提高,但与柴油机的负荷关系不大;粗糙度的变化与测量的位置有关。2)在柴油机转速为800 r/min、1400 r/min和1900 r/min三种工况下获得的9个代表性样本中,声品质评价随着柴油机的转速和负荷的增加明显降低。3)运用多元线性回归法得到了声品质主观评价模型,平均误差为17.53%。     

变速器声品质评价方法研究

针对某商用变速器台架加载噪声进行声品质评价方法研究,主要包括变速器声品质客观参量测试以及主观评价实验,通过相关性分析确定与主观评价实验结果相关系数较大的客观参数,通过多元线性回归建立了主观评价结果与客观参量之间的数学模型,并对该模型进行了有效性检验。结果表明:变速器加载噪声声品质主观评价主要受到尖锐度和响度影响,其中影响最大的为尖锐度;建立的线性回归模型具有较好的有效性。     

磁致伸缩换能器位移输出仿真实验分析

利用有限元分析软件ATILA对磁致伸缩换能器内四组边界条件下的T-D材料棒进行了线圈激励下的位移输出分析,得到了ΔE和阶跃效应及两者共同作用时对磁致伸缩换能器辐射板端面纵向振动位移输出的影响。发现了线圈激励频率位于T-D材料棒一阶纵向振动固有频率附近时对辐射板端面纵向振动幅值的放大作用。选择了一组T-D材料棒边界条件进行了实验验证,发现了由于T-D材料棒温度升高而使其输出性能降低的现象。为磁致伸缩换能器在期望频率范围内获得理想输出性能提供了较为准确的依据。     

有限元分析中边界条件对模态影响的研究

在对结构进行模态分析时,边界条件的施加方式会直接影响分析结果的正确性。对结构件在两种典型边界条件下的模态计算给予了详细的分析,采用试验模态分析方法,对结构件进行了固有特性的辨识,验证了施加不同的边界条件会导致分析结果出现很大差别。对结构件进行了重分析,结合模态试验,对结构件边界条件进行了辨识,得出了正确边界条件的施加方式。     

汽车关门声音信号提取方法研究

针对制造出样车后才能测量关门声音品质的滞后评价,提出一套在数字设计阶段即可进行仿真分析提取声音信号的方法。根据某样车车门结构参数,采用Hypermesh软件建立了车门的有限元模型,进行关门碰撞分析,得到标记点的响应速度。以响应速度作为边界条件,建立车门外板的边界元模型,进行声辐射分析,提取设定场点的声压波形。对比该样车关门声音信号采集试验的结果,验证了声音信号提取方法的正确性。     

不同腐蚀程度Q235钢板声发射评价实验研究

对不同腐蚀程度的Q235钢在不同升压、保压阶段的声发射特性进行了研究,分析了声源信号特征参量的取值范围及变化趋势,确定了信号特征参量的变化特点,探讨了不同腐蚀程度钢板完整性检测与评价,为现场设备腐蚀状况的安全检测提供了实验依据。