加筋板机械导纳分频段计算方法

提出一种新的加筋板机械导纳分频段计算方法,该方法可给出加筋板机械导纳的显式表达。根据不同频段内加强筋对平板振动特性的影响规律,将加筋板在低频段、中频段和高频段分别等效为各向异性板、各向同性板以及无限大板,从而获得加筋板分频段机械导纳显式表达式。以模态叠加法计算结果作为参照,对分频段方法获得的加筋板机械导纳结果进行比较检验;并进一步以L型加筋板为分析对象,对比分频段方法与有限元方法,计算结果显示:分频段计算方法所得结果与模态叠加法和有限元法计算结果虽然略有差别,但对于工程计算,其精度令人满意。分频段方法比模态叠加法和有限元法更为简洁快速,且具有频段划分清晰、可保留结构中低频段模态信息等优点,为后续简化分析更为复杂的加筋耦合结构振动特性提供了新途径。     

高速列车夹芯地板结构隔声特性研究

采用传递矩阵法,建立高速列车内地板的声学特性分析模型,探索不同三明治夹芯板材料和结构对高速列车内地板隔声特性的影响,并根据内地板结构的传递损失评价具有不同参数的三明治夹芯板的隔声性能。通过不同的表层材质（木材、铝材、钢材）、厚度和蜂窝夹层密度,进行了内地板隔声量变化规律的分析和比较。探寻拟定隔声性能优越的三明治夹芯板材料类型和结构型式。结果表明,（1）表层夹板厚度一定,钢材作为表层材料,内地板隔声量最好,其次是铝材,最后是木材;（2）表层厚度影响,木材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～1.5 dB。铝材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～3 dB。钢材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～5 dB;（3）蜂窝板密度降低一半,内地板隔声量有增加趋势,但影响较小。     

加强筋截面类型对轨道车辆板件结构隔声影响研究

针对轨道车辆轻量化设计后可能带来的隔声性能降低问题,研究不同截面加强筋铺设对板件隔声性能的改善效果。基于混合有限元-统计能量分析(Hybrid FE-SEA)方法建立轨道车辆加筋板结构隔声特性预测分析模型,系统分析T型、L型、I型和矩形加强筋截面类型对板件隔声性能的影响。研究结果表明,加筋板的刚度和1阶固有频率皆比均质板大,且随加强筋厚度的增大而增大;当加强筋厚度恒定时,T型加筋板的刚度和1阶固有频率最大,L型加筋板次之;敷设厚度15 mm的加强筋,板件的隔声性能最佳;当加强筋的质量、厚度、腹板面积及尺寸、翼板面积相等时,各类型加筋板的计权隔声量Rw差异不大;板件加筋后,刚度控制区的隔声量增幅3 dB~17 dB,1 250 Hz~4 000 Hz中高频段的隔声量增幅1 d B~6 d B。综合分析可知,以计权隔声量为评价标准时,在加强筋质量、腹板面积、翼板面积及尺寸相等时,敷设厚度15 mm加强筋,板件的隔声性能最佳,Rw较均质板可提高1.4 dB~1.5 dB,而加强筋厚度恒定时,T型和L型加筋板的刚度又最佳。相关研究成果可为轨道车辆板件结构加筋优化提供设计参考。     

单向加筋双层板全频段的隔声特性

针对单向加筋双层板全频段的声透射问题,采用全耦合模型形成流体声传输和结构声传输两个独立的路径,分别对其声透射系数进行理论计算,进而得出研究结构总隔声量的理论计算公式;基于VA One分析软件,对指定研究结构全频段的隔声特性进行研究,根据各子系统分析带宽内的模态数将全频段划分为低、中、高频,分别采用FE、FE-SEA和SEA方法完成隔声量的求解计算,理论计算和实验测量结果变化趋势相一致,有关结论与分析方法对大型复杂模型的隔声特性研究具有一定工程意义。     

搅拌摩擦焊镁合金隔声性能的研究

伴随搅拌摩擦焊在镁合金上的广泛应用,对其隔声特性研究尤为重要,基于自适应网格技术,对搅拌摩擦焊过程进行数值模拟,为后续声学计算提供约束模态,解决了材料属性难以确定的问题,一定程度上实现了焊接与声学的结合。自行设计和制造了混响箱,用以测量焊接镁合金板的隔声量,弥补了混响室测试小试件的不足。进而使用finite element-statistical energy analysis(FE-SEA)混合法计算焊接件的隔声量,与试验结果进行对比,吻合良好,表明此方法行之有效。通过对比焊接前后镁合金板件的隔声量,发现在吻合低谷区,焊接后板件的隔声有所降低。为了研究焊接参数对隔声的影响,分别改变焊接速度和搅拌头旋转速度,观察隔声量的变化,结果表明,这些参数都需要合理的设置,并非越大或者越小越好。     

受静压力作用加筋板隔声性能研究

基于随机平面波声源建立混响声源激励的加筋板隔声计算模型,通过对试验模型数值计算,二者结果基本吻合;计算存在静压力时加筋板隔声特性表明,存在静压力时加筋板基频移动会致低频隔声量显著增加,压力增加到一定程度时隔声量基本不再增加;此刻为存在预应力的实际结构物隔声量计算提供参考。     

基于Virtual.Lab Acoustics的蜂窝夹层板结构传声特性分析

针对蜂窝夹层板进行传声特性仿真计算分析。基于声学间接边界元理论,利用有限元软件Patran进行夹层板的三维实体建模和模态分析,采用声学软件Virtual.Lab Acoustics计算结构的传声性能,得到场点声压分布、构件两侧声压级差和结构隔声量曲线。在此基础上系统地探讨面板厚度和密度以及芯层高度、壁厚及壁长五个设计参量对蜂窝夹层板传声性能的影响。结果显示,面板厚度与芯层高度对结构在低频段尤其是刚度控制区域的隔声性能影响显著。     

偏心阻振质量阻抑振动波传递特性研究

利用波动理论的分析、处理方法,分析了偏心阻振质量阻抑振动波传递的特性,给出了偏心阻振质量对平面弯曲波传递的阻抑公式;相应的模型实验表明测试数据与理论推导结果趋势一致;并分析了阻振质量连接方式对其隔振性能的影响。借助数值仿真手段,将偏心阻振质量引入水下双壳动力舱段的减振降噪中。结果表明:阻振质量偏心布置时与其固定的船体板中发生波型变换,衍生波产生附加隔声量,且附加隔声量的量值主要取决于波型变换的程度;偏心阻振质量有效的抑制了双壳动力舱段中高频段的声辐射。     

内前围隔音垫隔声性能研究

发动机噪声是汽车主要噪声源,内前围隔音垫是发动机噪声向乘员舱传递路径中最重要的声学零部件。参照混响室-消声室法隔声测试原理,在LMS Virtual.lab中建立EVA+PU形式的内前围隔音垫平面件隔声性能仿真分析计算模型,仿真分析计算结果与试验测试结果在315~2 000 Hz频率范围内相差0.5~2.0 dB,总体满足工程要求。利用仿真分析方法和模型,对12种内前围隔音垫隔声结构的隔声量进行了计算,并计算了隔声效率,结果显示EVA厚度选取2.5 mm,PU材料密度选取50 kg/m~3时,隔声效率最大,可作为内前围隔音垫隔声结构的设计方案,内前围零件隔声量实验测试结果验证了这一结论。     

汽车前围声学包中频插入损失仿真计算

基于混合FE-SEA法,对汽车前围声学包成型件中频插入损失进行仿真计算。根据厚度分布云图将声学包成型件按三种不同的方式(粗划分、中划分、细划分)进行区域划分;结合试验与仿真方法获取与声学包声学性能相关的材料物理参数(孔隙率、流阻、弯曲度、黏性特征长度、热力特征长度等);根据声学包成型件的三种区域划分方式建立三种前围声学包的混合FE-SEA模型,并通过对仿真结果与试验结果进行对比确定最优划分方式以及此方式的混合模型在中频的有效频率区间。结果表明,此混合模型的仿真结果与试验结果在200 Hz~630 Hz频段内具有较好的一致性。     

混合FE-SEA方法预测高速列车车体结构隔声量

针对高速列车车体结构刚度大,结构复杂的特点,采用混合FE-SEA方法建立基于混响室以及混响室-消声室的两种隔声量预测模型,通过仿真结果对比,两种模型预测的隔声量结果相同,将仿真结果与实测值对比,结果表明,在100 Hz～1 000 Hz的中频范围内FE-SEA模型的预测结果与试验结果吻合良好,混合FE-SEA方法可以有效用于高速列车车体结构的隔声量预测。     

常用墙体隔声性能的影响因素及改进措施

墙体空气声隔声性能对室内声环境的舒适程度具有决定性的影响,如何对常用墙体构造进行隔声性能优化,是高品质建筑室内声环境设计的重要工作。文中采用现场测试和COMSOL Multiphysics 5.5计算软件模拟的方法,研究了常用墙体在不同频段下的空气声隔声性能。结果表明,墙体隔声性能的变化趋势符合墙体的质量定律分析,隔声量与墙厚度、面密度之间具有较好的线性关系,计权隔声量随厚度、面密度的增加而增大;墙体隔声性能的优化不宜盲目增加墙体厚度,而是要根据墙体构造的特点和所处的噪声频段进行优化,在混凝土墙体中添加0.3%的聚丙烯纤维和0.5%的聚氨酯吸声材料后,墙体计权表观隔声量可提高1~2 dB,在多孔砖或砌块类的孔洞中填充密度为31.5 kg·m^-3的岩棉,墙体计权表观隔声量可提高4 dB,将轻钢龙骨的单位长度质量从0.82 kg·m^-1增加至1.23 kg·m^-1,石膏板的厚度从12 mm增至15 mm时,墙体计权表观隔声量可提高2~3 dB。     

无限大多层层合板隔声量分析

多层层合板结构被广泛应用于隔声结构设计中.为探究多层层合板的隔声性能,在无限大单层薄板隔声量计算公式的基础上,通过引入由经典层合板理论所得出的弯曲刚度,提出一种用于计算无限大多层层合板结构隔声量的理论方法——等效薄板法,并分别计算三层、四层和五层层合板的隔声量,通过与统计能量法仿真结果进行比较,表明等效薄板法在质量控制...     

约束型复合阻尼隔声板的隔声性能及其应用研究

约束型复合高阻尼隔声板具有良好的隔振、隔声性能,特别适用于对隔声结构的厚度有苛刻要求的场合。对影响约束型复合高阻尼隔声板主要结构参数的研究,有利于指导其设计、制造和应用选择。根据对约束型复合高阻尼隔声板隔声计算模型的计算与实验表明,当隔声板的面积减小时,其低频隔声量会随之增加;当隔声板阻尼层的厚度等量递增时,其隔声量也近似等比例地提高;当面板材料的弹性模量较小时,隔声板的低频和高频的隔声量都会变差;当隔声板阻尼层剪切模量较高时会导致隔声量偏低。     

声强探头到试件表面距离对隔声测量值的影响

在混响室+半消声室组成的隔声室内测量构件隔声量时,当其它条件不变,仅改变声强探头到试件表面距离,研究声强探头到试件表面距离对声强法隔声测量值的影响。采用经验公式进行理论计算,并利用声学仿真软件行声学仿真分析计算,将计算结果与测量结果进行对比分析,验证了在隔声室内进行的声强法隔声测量的准确性,并总结了声强探头到试件表面距离对声强法隔声测量值的影响规律。     

隔声材料排布顺序对复合板材隔声特性的影响

对高速列车平顶组合结构进行隔声测试,调换其中2块隔声垫的前后位置后,平顶组合结构隔声特性发生显著改变。针对这一问题,基于统计能量法探究双层隔声复合板材中材料排布顺序对于整体结构隔声特性的影响规律,分析该现象产生的原因;接着,进一步利用基于统计能量法的隔声预测模型对三层隔声复合板材中材料排布顺序对整体隔声特性的影响进行延伸探究。结果表明:对于双层复合结构,当两种隔声材料的种类一定时,将隔声量较大的材料置于近声源端,将隔声量较小的置于远声源端,对整体结构隔声量的提升最显著,主要提升低频隔声量;对于三层复合结构,情况较为复杂,其中,将隔声量最大的材料置于近声源端,将隔声量次大的材料置于远声源端,将隔声量最小的材料置于中间时,对整体结构隔声量的提升最显著,且同时提升低频和中频隔声量。研究内容对于工程中复合材料隔声性能的进一步改善有借鉴意义。     

防火墙总成特性对汽车声学包性能影响

防火墙总成包括防火墙钣金件、内外前围饰件组合而成。内前围是整车声学包中最主要的内饰件之一,主要用于隔绝和吸收发动机中高频噪声传递。内前围需要具有足够高的吸隔声性能,以隔绝发动机噪声的传递及减小车内混响时间。不同的内前围结构形式和材料特性会对其吸隔声性能起到重要的作用,防火墙过孔及内前围安装工艺特征会直接影响到内前围的吸隔声性能,其结果是质量大（理论上具有较高隔声性能）的内前围在实际状态下并不能起到好的效果。结合理论和仿真分析内前围不同结构形式、不同覆盖面积、不同泄漏水平对声学包性能的影响,并通过防火墙隔声量测试验证分析结果。该结论可为防火墙总成设计及整车声学包设计优化提供指导与参考。     

薄膜声学超材料降噪性能分析及设计

为了提升薄膜型声学超材料的隔声性能,首先采用模态叠加法和遗传优化算法实现一种反射型薄膜声学超材料单胞多参数结构优化设计;然后为了拓宽薄膜声学超材料单胞结构的隔声带宽,进一步提出一种能够实现低频宽带吸声的十字型薄膜声学超材料.结果表明:采用经过优化所得的反射型薄膜声学超材料可有效提高隔声带宽和离散频率的隔声量;并且十字型...     

建筑构件隔声量智能实验室测量系统的应用研究

针对传统建筑构件隔声量实验室测量方法,研制了基于物联网技术的隔声量智能实验室测量系统。通过引入无线测量方案,减少测量设备的使用,开发智能移动终端测量控制软件,满足建筑构件隔声量自动精准测量的要求,使得隔声测量更加智能和便利。实验测量结果表明:测量设备和测量系统满足JJF 1789—2020《隔声测量室校准规范》和GB/T 19889.3—2005《声学 建筑和建筑构件隔声测量 第3部分》的要求,可以实现建筑构件隔声量的精准快速测量,提高测量效率约1倍,通过不确定度分析得出隔声量的最佳不确定度为1.0dB。     

Soundproofing effect of polypropylene/inorganic particle composites

Two inorganic particle-filled polypropylene (PP) composites including PP/hollow glass bead (HGB) composite and PP/nanometer calcium carbonate (nano-CaCO₃) composite were prepared by means of a twin-screw extruder in the present paper. The transmission loss was measured, to identify the effects of sound frequency and the filler content on the sound insulation properties of these filled systems. The results showed that the sound insulation effect of the PP/nano-CaCO₃ obeyed roughly the law of mass, the transmission loss of the two composites increased nonlinearly with an increase of the filler volume fraction, and the value of the transmission loss for the PP/HGB system was higher than that of the PP/nano-CaCO₃ system under the same level of sound frequency. The transmission loss increased roughly with an increase of sound frequency for the two composites except to individual sound frequency. The mechanisms of the sound insulation of these composites were discussed.