基于CLEAN-SC清晰化波束形成的汽车前围板隔声薄弱部位识别

为提高波束形成识别汽车前围板隔声薄弱部位的精度,开发了CLEAN-SC清晰化波束形成声源识别软件。对多种已知模拟声源的识别结果表明:该方法能够显著提高分辨率、衰减旁瓣,更准确地识别单声源及不相干声源,且随迭代次数的增加收敛快、受传声器及通道频响失配等因素的干扰小。某汽车前围板的隔声薄弱部位识别试验结果表明:空调进气口左上角位置是主要薄弱部位,空调进气口内外循环转换阀与阀口贴合不紧密是根本原因。为改善其隔声性能指明了方向,验证了CLEAN-SC清晰化波束形成方法在汽车前围板隔声薄弱部位识别中的有效性及所开发软件的正确性。     

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。     

基于Kriging模型及NSGA-Ⅱ算法的前围声学包优化

利用统计能量分析方法,首先建立了计算汽车前围板传递损失的统计能量分析模型,采用最优拉丁超立方方法生成了36个声学包方案的试验点,其中以覆盖率、堵件厚度、PU泡沫厚度及EVA面密度为设计变量和以前围子系统隔声量和声学包重量为优化目标,并计算了不同声学包方案下前围子系统的传递损失。然后依此建立Kriging近似模型并验证模型的可信度,采用NSGA-Ⅱ算法进行以声学包隔声量及重量为目标的多目标优化,获得了Pareto最优解集。赋予声学包隔声性能及总重量一样的权重,得到了覆盖率、堵件厚度、PU泡沫厚度及EVA面密度的最优值,并任取三组试验点计算其传递损失和整车中的基于能量的隔声量和驾驶员头部的声压级,从而验证该结果的正确性。结果表明,该最优值能够使得声学包在隔声性能与重量之间取得最佳平衡。     

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。     

FE-SEA法对镁合金前围板声传递路径识别与声学包装设计

阐述两子系统互易关系,给出混合FE-SEA法系统方程。利用该方法建立镁合金前围板隔声预测模型,与实验测试结果对比,验证隔声预测模型的可靠性。用FE-SEA法对隔声低谷处模态贡献量进行分析,找出关键参与模态,调取速度振型,识别出前围板声传递路径。通过改变多孔吸声材料及覆盖层厚度,参考降噪效率概念,研究混响声激励下两种典型声学包装ESP(Elastic-Sound Package)、FSP(Foam-Sound Package)在中低频段的TL发现,在260 Hz以下,覆盖层1 mm的ESP2效果最佳,大于260 Hz覆盖层1 mm的FSP2降噪最好。针对不同频段将两种方案用于前围板进行区域声学包装,隔声低谷得到明显改善,其它频段内隔声量提高约2 dB,表明声学包装方案设计可行,可为工程应用提供快、准的隔声措施。     

两边支撑声学超材料板的低频宽带隔声性能研究

以电力变压器低频隔声为应用背景,提出了一种结构简单轻质的局域共振声学超材料板,它由在两边支撑框架上紧密粘贴高分子聚合物薄板制成,相比四边支撑超材料板,其具有更加优越的低频隔声能力。在声波垂直入射条件下,采用有限元仿真对其隔声特性进行研究,结果表明在248 Hz处出现了一个明显的隔声峰,隔声量达到了31 dB。为拓宽低频隔声频带,在超材料板上布置质量块,仿真结果表明在152~560 Hz范围内出现了三个密集的隔声峰,最高隔声量达26 dB,从而一定程度上实现宽频隔声效果;同时在120 Hz处出现了一个隔声量为18 dB的隔声峰。最后搭建了基于小型箱体的隔声实验平台,可以发现实验测试结果与仿真结果具有较好的一致性,从而验证了轻质声学超材料板良好的低频宽带隔声性能,说明了两边支撑声学超材料板具有广阔的工程化应用前景。     

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。     

蜂窝三明治板隔声机理与参数影响规律研究

蜂窝三明治板兼具轻量化与优异的力学性能,广泛应用于航空航天等重大装备,但声学性能却是其一大短板。以周期单元模拟蜂窝三明治板,基于Bloch定理和波数有限元法建立无限大蜂窝三明治板的隔声预测模型,结合试验结果验证了模型的准确性。通过在波数域分析蜂窝三明治板的频散特征,揭示了混响声场激励下的结构隔声机理,并探究了几何参数对蜂窝三明治板隔声性能的影响规律。研究表明：临界频率以下,蜂窝三明治板的隔声量主要受质量定律控制;临界频率以上,隔声量还受结构本身特征波影响,当入射声波激发特征波共振时,隔声量随频率波动并产生隔声低谷。厚度变化对隔声性能的影响主要与临界频率以下的隔声量有关,蜂窝三明治板越厚,隔声量越高;芯层高度增大会缩小质量定律控制区,并使第一个隔声低谷向低频偏移,从而导致整体隔声性能减弱,蜂窝三明治板越高,隔声量越低;蜂窝边长变化对蜂窝三明治板的影响较小。     

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。     

聚氨酯弹性体隔声性能的研究

研究了损耗因子、厚度和填料对聚氨酯弹性体隔声性能的影响．结果表明：在相同频率下材料的损耗因子大，隔声性能好；由于在低频下材料的特性阻抗与水的特性阻抗失配严重，其隔声量较高频时大．材料的隔声量随着厚度的增加而增加，但在低频下，当厚度增加到40mm以后，隔声量随厚度的增加而变化得很缓慢，且不符合厚度每增加一倍，隔声量增加6dB这一规律．片状填料的加入提高了材料的隔声性能，该填料在5％～25％之间时，其含量对隔声性能影响较小。     

高速列车车体轻量化层状复合结构隔声设计

随着高速列车车体结构轻量化的发展,层状复合结构车体在高速列车上得到广泛应用,提高层状复合结构的隔声性能,是高速列车减振降噪的关键技术。基于传递矩阵法,建立"铝板+多孔材料层+空气层+碳纤维增强板"的典型高速列车层状复合结构车体隔声计算分析模型,并分析多孔材料和空气层对层状复合结构车体隔声性能的影响。结果显示,混响声场激励下,在铝板和碳纤维增强版之间仅增加空气层只能提高车体结构高频隔声量,低频部分会由于"板-空气-板"的系统耦合共振,形成显著吻合谷,导致其隔声性能在吻合谷频率处大幅下降。对此,利用多孔材料吸声原理,提出在空气层中增加吸声材料层,抑制隔声吻合低谷,通过优化设计,得出"铝板+空气层+吸声材料+空气层+碳纤维增强板"的优化结构形式,在实现车体轻量化目标同时,可有效提高其隔声性能。     

多层结构的玻璃纤维织物/环氧树脂复合材料的降噪性能评价

根据Kirchhoff-Mindlin理论要求,多层结构面板的隔声性能要考虑到复合结构中流体层和固体层之间的整个交互作用:复杂的声波传递过程中在固体和流体层之间多次反射和系统共振,通过对隔声性能与填充在两层面板之间物质密度的关系,以及对硬质物体的组合和空气层厚度的研究,来探讨评价隔声可变因素及对空腔共振约束的隔声低谷的影响.以玻璃纤维为增强材料,环氧树脂为基体,制备复合树脂板,并设计了多层复合结构,利用混响室-静音箱法对材料隔声性能进行了测试分析.研究表明:多层玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料呈一定的刚性,在各频率的隔声量随着复合材料厚度的增加而增加;声音传播过程中所产生的弯曲波对柔性材料隔声性能的影响远大于对刚性材料的影响.不同颗粒填充多层介质复合材料平均隔声量随材料面密度的增加而增加,与材料面密度的指数成良好的线性相关性.     

基于结构-声耦合法的汽车镁质仪表板声贡献度分析及结构改进

利用结构-声耦合法对仪表板进行声传递损失分析,与隔声实验对比验证了该方法的可靠性和方便性。与钢制仪表板进行隔声性能对比,证明镁质仪表板具有很好的隔声性能。建立仪表板声辐射模型,利用镁质仪表板对入射声场的响应,计算得到仪表板在驾驶室侧的辐射声场,找出辐射声压和声功率峰值频率。通过对声功率和透射声场声压最大处的声贡献度分析,确定了对隔声低谷影响最大的区域。针对该区域进行结构更改从而改变模态值,对其进行计算隔声量。结果表明,改进后的仪表板隔声低谷比改进前提升5dB,仪表板整体隔声性能提高。     

基于FFT-OMP-DAMAS波束形成方法的汽车前围板隔声薄弱部位识别

为实现汽车前围板隔声薄弱部位的准确识别,文章提出了基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)的反卷积(Deconvolution Approach for the Mapping of Acoustic Sourc‐es,DAMAS)波束形成方法(FFT-OMP-DAMAS)。该方法基于声源稀疏分布假设,利用正交匹配追踪思想求解反卷积问题,并进一步结合傅里叶变换和点扩散函数空间转移不变假设降低计算维度。在混响室-消声室内,分别利用延迟求和方法,DAMAS方法和FFT-OMP-DAMAS方法进行了某汽车前围板隔声薄弱部位识别试验,结果表明：FFTOMP-DAMAS方法能够有效抑制旁瓣和伪源,有效缩减主瓣宽度,从而准确识别汽车前围板隔声薄弱部位,且相较于传统的DAMAS方法,文中提出的FFT-OMP-DAMAS方法能获得更清晰的成像结果,计算效率有了明显提高。     

双隔墙在噪声主动控制中不同方法的比较研究

噪声主动控制技术目前已用增加双隔板结构对声音进行衰减。在这项研究中，声音穿过双隔板进入房间有三种控制途径：在双隔板的空气间隙中应用声控源（腔控），在辐射板上应用振动控制源（板控），在接收房间内应用声控源（房控），都进行了实验研究和相互比较。每种方法中涉及到的机械装置都有例子，有效减少噪声的状况都经过考查。结果表明，每种方法（腔控、板控和房控）的模态重叠和涉及到的机械装置是两个重要的因素，它决定了每种方法有的有效性。     

汽车前围板内隔音垫声学性能的试验方法

基于小型混响室法测量某汽车前围板内隔音垫的吸声系数,探究被测试件、声源及传声器布置形式对测量结果的影响规律,结果表明:三者均对低频结果有较大影响,对中高频结果的影响很小。要准确获得吸声系数,应采取尽可能多的配置并对所有结果取平均;该隔音垫的平均吸声系数约为0.45。进一步基于混响室-消声室声强法测量其插入损失,识别其隔声薄弱部位,结果表明:该隔音垫的平均插入损失约为12 d B,转向机构、空调鼓风机及转向机防尘罩安装位置为隔声薄弱部位。研究结果为该隔音垫声学性能的分析改进提供了依据,也为声学材料性能研究试验的实施提供了参考。     

《有流船用排气消声器声学性能分析》

用发展的双倒易边界元法考察了气流对双级膨胀腔消声器消声性能的影响，结果表明较高马赫数亚音速流的影响不可忽略。同时总结了内插管数量，进口位置和导流环结构对消声器传递损失的影响规律，具有一定的实用价值。