汽车声学封装材料性能与应用效果研究

声学封装作为汽车被动降噪的主要手段,对整车NVH性能改进起到至关重要的作用,声学封装技术的核心是声学材料的应用,材料应用水平很大程度上决定了声学封装的效果.对阻尼和吸音两大类声学材料分别进行性能对比,研究了配方、种类对阻尼材料声学性能的影响,种类、规格对吸音材料声学性能的影响,并选取声学性能优异的材料制定声学封装方案,用于样车NVH性能改进,进而分析和评价材料对车内噪声的改进效果.     

多孔吸声材料声学模型及其特征参数测试方法研究进展

噪声是载人航天器的重要环境因素之一,航天器环境噪声升高会直接影响航天员工作和休息,进而影响空间科学任务.然而,以往在轨运行的载人航天器存在较多噪声过大的问题,多孔吸声材料已经在国际空间站应用并取得良好的降噪效果,我国空间站预计2022年底建成,了解声学多孔材的声学模型以及吸声机理对我空间站运营阶段的降噪具有重要的意义.基于刚性框架假设,多孔吸声材料声学等效模型分为经验模型和唯像模型,Delany-Bazley是常用的经验模型,采用此模型不能对多孔材料吸声的性能提供精确的预测,唯象模型考虑了声波在材料孔隙和空腔中的传播,可以准确预测吸声性能,因此Johnson-Champoux-Allard唯象模型被众多学者应用.流阻、孔隙率、曲率、粘胶特征长度和热特性长度等多孔材料声学特性参数是准确建立多孔材料Johnson-Champoux-Allard模型的关键,流阻测试方法包括直接气流法、声学阻抗管法、交流法和比较法;孔隙率的测试方法分为直接测试方法和声学阻抗管测试方法;曲率、粘性特征长度和热特性长度可以通过超声波进行直接测试,直接测量通常比较复杂、不太可靠并且具有破坏性,反演优化方法是获得多孔材料曲率、粘性特征长度和热特性长度的常用方法.本文概述了多孔吸声材料在国际空间站的应用情况,综述了多孔吸声材料声学等效模型的研究进展,介绍了多孔吸声材料吸声原理、声学扰动基本方程以及声学属性参数的测试方法,重点介绍了多孔吸声材料声学等效模型中的经验模型和唯像模型,进而对多孔材料声学等效模型中的声学特征参数的测试方法进行详细论述.     

基于Helmholtz共振腔阵列的声学超材料研究

为有效控制特定频段的噪声,基于Helmholtz共振腔阵列,通过Helmholtz共振腔短管位置的控制,设计了一种新型的局域共振型声学超材料。利用COMSOL Multiphysics软件求得新型声学超材料的能带图和传递损失曲线,并与具有单一方向开口的Helmholtz共振腔阵列的传递损失曲线进行对比;同时,为分析新型声学超材料的带隙形成机理,求得了其在带隙频率范围内的声压分布云图。通过试验测试了新型声学超材料的吸声性能。结果表明：新型声学超材料的能带图中产生了2段较窄带隙和1段较宽带隙,在带隙频率范围内,声学超材料传递损失出现峰值;第1带隙和第2带隙较窄,原因是单个Helmholtz共振腔局域共振,声波能量消耗少;第3带隙较宽,原因是Helmholtz共振腔与其周期排列形成的外部波导联合共振吸声,消耗大量声波能量。试验测试结果与仿真计算结果较为吻合,新型声学超材料可有效控制1 300~1 500 Hz和1 500~2 000 Hz频率范围内的噪声。研究结果表明,所设计的新型局域共振型声学超材料可有效实现中低频减振降噪,为声学超材料在中低频的降噪控制研究提供了新的思路。     

多层材料椭球形空腔吸声覆盖层的吸声特性分析

针对椭球形空腔吸声覆盖层低频吸声性能比较差的问题,建立了多层材料椭球形空腔结构覆盖层的Comsol有限元模型,采用传递矩阵法验证有限元模型并对其进行吸声特性数值仿真分析。结果表明:理论计算与数值仿真的曲线趋势大致吻合,证明该有限元模型是有效的;相同穿孔率下多层材料吸声覆盖层低频吸声特性明显优于单层材料吸声覆盖层,并且根据穿孔率、表层厚度、损耗因子、杨氏模量等参数的变化分析了各种参数对吸声系数曲线的影响,为下一步声学优化提供具体指导。     

局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响.综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型,研究复合结构在10 Hz～2000 Hz频段内的吸声特性,并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理,进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律.研究结果表明:(...     

轮胎中低频噪声的降噪结构设计及性能分析

针对轮胎中低频（500～2000 Hz）噪声的吸收问题，设计了一种组合吸声结构，该结构由多孔材料和卷绕空腔结构组成。结合多孔材料和卷绕空腔的吸声原理，建立了组合式吸声结构的理论分析模型，推导了模型吸声系数表达式；利用有限元分析法，分析了组合式吸声结构在中低频频段内的吸声性能。结果表明，组合吸声结构在500～2000 Hz频段内吸声性能良好，在1092 Hz频率附近出现吸声峰值，接近完美吸声。相较于单一的多孔材料，该组合式吸声结构的吸声性能有了较大的提升；通过改变组合式吸声结构中多孔材料体积占比，研究了吸声性能的变化规律，通过绘制反射系数的复频率平面分布情况，并结合声阻抗匹配条件分析了结构的吸声机理；在阻抗管中对该组合式吸声结构进行吸声测试，验证了理论解析模型和有限元模型的正确性。将组合吸声结构与毛毡轮罩材料叠加，研究了叠加后的吸声性能，并提出了进一步提升吸声性能的措施。该组合吸声结构的吸声峰值频率可根据多孔材料体积占比调控，且总体厚度小，在轮胎中低频噪声控制中具有一定的效果。     

大尺寸薄膜型声学超材料复合结构低频宽带隔声性能研究EI北大核心CSCD

薄膜型声学超材料的提出与发展为使用轻薄结构有效解决低频噪声问题带来了希望。然而,受限于局域共振机理,单层的薄膜型声学超材料仅能够在极窄的频段范围内具备优异的低频隔声性能,很难满足舰船动力装备这类需要宽频段有效噪声的实际场景应用需求。通过将不同结构形式的多层薄膜型声学超材料进行复合,以期突破局域共振机理的窄带局限性,实现优异的低频宽带隔声性能。采用等效面密度概念,建立薄膜型声学超材料复合结构的隔声计算模型;基于双混响测试方法,开展多种复合方式的大尺寸薄膜型声学超材料复合结构的混响场激励隔声性能试验,验证隔声计算模型的有效性,比较并分析其低频宽带隔声性能。该研究工作为薄膜型声学超材料复合结构的隔声性能分析与实际工程应用提供一定参考价值。     

超大型油轮降噪设计主传递路径族灵敏度方法

针对振动噪声传递路径降噪设计是提高船舶声学性能的有效措施之一。目标舱室振动噪声传递路径并不唯一，其中多条主要路径传递了大部分振动与噪声能量。利用作者提出的基于声振熵概念及图论中K则最短路径理论的声振熵赋权图法，能够快速识别船舶舱室噪声主要传递路径族。在此基础上，计算噪声主传递路径族上声学设计参数变化对目标舱室声压影响的灵敏度，调整有关声学设计措施，此即降噪设计主传递路径族灵敏度方法。提出适用于大型船舶噪声主传递路径分析及主传递路径族灵敏度的降噪设计通用流程，通过超大型油轮降噪声学设计实例，说明了该方法的有效性。     

含空腔声学覆盖层等效参数理论与吸声机理研究

针对含水平周期圆柱空腔的声学覆盖层声吸收问题,在弹性波声传播理论的基础上,以准静态极限理论为前提,获取含空腔覆盖层均匀等效参数,进一步利用传递函数法得到吸声系数表达式。通过与有限元数值计算结果对比,验证了算法的正确性。重点从圆柱空腔单极子共振出发阐述覆盖层的声吸收机理,并从吸声曲线、覆盖层位移图等多角度展示主要参数对吸声性能的影响规律,可为低频高吸收声学覆盖层设计提供指导。     

基于振动传递率和能量解耦的悬置系统优化

建立汽车动力总成悬置系统六自由度动力学模型,并以能量解耦率最大和各悬置点的振动传递率最小为目标对某轿车动力总成悬置的刚度参数进行优化设计．优化结果表明,总成各方向的振动解耦程度都得到了极大提高,固有频率分配更趋合理,共振频带宽度减小了15％,各悬置点的振动传递率平均减小了10％,改善了动力总成系统的NVH性能,取得了明显效果．