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。     

泡沫铝百叶窗声屏障隔声计算及验证

基于3D有限元法和隔声计算理论,将百叶窗叶片考虑成多孔吸声材料,建立开孔声屏障声学有限元隔声计算模型,并基于此模型分析泡沫铝材料属性对百叶窗声屏障隔声性能的影响。隔声计算模型通过现有理论与试验结果对比验证,理论验证不考虑泡沫铝材料,试验对比验证考虑泡沫铝材料。基于验证后的有限元隔声计算模型,调查泡沫铝材料流阻率和降噪系数对百叶窗声屏障隔声性能的影响。结果表明,声屏障计权隔声量与泡沫铝流阻率近似为线性关系,并且泡沫铝材料流阻率越小越好;声屏障计权隔声量与泡沫铝降噪系数呈指数关系,当降噪系数大于0.55时,进一步提高吸声材料的降噪系数对百叶窗声屏障隔声量影响较小。     

橡胶芯夹层板隔声特性研究

基于夹层板的Hoff理论和声学反射、透射和辐射机理，建立了声振理论模型，结合模态函数的正交性及流-固耦合边界条件求解了声振耦合系统方程。再根据声场的特性，建立了混合声场下夹层板的隔声量表达式。最后，用数值方法研究了芯层的损耗因子、厚度、弹性模量，以及平面尺寸对夹层板隔声量的影响，对工程应用有一定的参考价值。     

双层介质声传播问题的标准解及有限元解

文章通过双层介质中的声传播问题,研究了有限元方法在水下声场计算中的应用。基于传统的Galerkin方法推导出水下声场的有限元方程,采用四节点四边形单元离散求解物理域,可选择辐射边界条件、DtN (Dirichletto Neumann)非局部算子、完美匹配层来处理出射声场,得到有限元解。为了验证该有限元模型,需要高精度的参考解。水平不变均匀介质中的声传播问题存在解析解,但双层介质问题不存在解析解。因此,对于双层介质声传播问题,使用波数积分法推导出标准解。分别考虑了有限深度和无限深度双层介质两种情况,并进行了数值模拟。数值结果表明,文章所提的有限元模型与参考解非常吻合。此外,还发现当某号简正波的本征值非常接近割线时,简正波模型KRAKEN难以准确计算该号简正波的本征值,从而声场计算结果存在明显误差;但是有限元方法不需要计算本征值,所以当KRAKEN模型出现此类问题时,有限元方法仍能给出准确的声场计算结果,表明有限元方法在普适性方面优于简正波方法。     

夹层边界上布置主动声学边界的有源隔声双层板结构

在双层板结构中夹层声场边界上布置平面声源作为主动声学边界,构成有源隔声双层板结构,提出基于主动声学边界方法的有源隔声双层板结构。在双层板结构中夹层边界上布置四边简支板,用来代替主动声学边界,控制力作用到该简支板上,采用声弹性理论建立了有源隔声双层板结构的计算模型,分别以辐射声功率最小和夹层声功率最小作为控制目标来优化控制力,计算分析控制前后夹层结构的传声损失以及各子系统的响应,并研究了主动声边界尺寸大小对系统隔声性能的影响。计算结果表明:主动声边界控制策略可以有效提高双层板结构的隔声性能,且以辐射声功率最小为控制目标要优于以夹层声场的声功率最小为控制目标;控制后,主动声边界对入射板振动响应几乎没有影响,辐射面板的振动动能和夹层声场的声功率均被有效地抑制;不同尺寸主动声边界都提高了夹层结构的隔声性能;对于低频率段,不同尺寸主动声边界对夹层结构的隔声性能提高的程度相同;对于其他频率段,主动声边界对传声损失和各子系统响应的影响并没有一定的规律,可以对主动声边界的尺寸进行优化设计,达到提高特定频段隔声性能的目的。     

夹层边界上布置主动声学边界的有源隔声双层板结构EI北大核心CSCD

在双层板结构中夹层声场边界上布置平面声源作为主动声学边界,构成有源隔声双层板结构,提出基于主动声学边界方法的有源隔声双层板结构。在双层板结构中夹层边界上布置四边简支板,用来代替主动声学边界,控制力作用到该简支板上,采用声弹性理论建立了有源隔声双层板结构的计算模型,分别以辐射声功率最小和夹层声功率最小作为控制目标来优化控制力,计算分析控制前后夹层结构的传声损失以及各子系统的响应,并研究了主动声边界尺寸大小对系统隔声性能的影响。计算结果表明:主动声边界控制策略可以有效提高双层板结构的隔声性能,且以辐射声功率最小为控制目标要优于以夹层声场的声功率最小为控制目标;控制后,主动声边界对入射板振动响应几乎没有影响,辐射面板的振动动能和夹层声场的声功率均被有效地抑制;不同尺寸主动声边界都提高了夹层结构的隔声性能;对于低频率段,不同尺寸主动声边界对夹层结构的隔声性能提高的程度相同;对于其他频率段,主动声边界对传声损失和各子系统响应的影响并没有一定的规律,可以对主动声边界的尺寸进行优化设计,达到提高特定频段隔声性能的目的。     

高分子交替多层结构的隔声特性仿真

使用有限元仿真方法对高分子交替多层结构的隔声特性进行了研究,构建了阻抗管测试的平面波声场和高分子多层复合材料模型,使用LMS Virtual. Lab进行了声振耦合计算,得到的隔声量曲线与实验测试结果规律一致。针对聚丙烯(PP)与乙烯-辛烯共聚物(POE)的交替层状样品,探究了在100～5000 Hz的计算范围内,层数、层厚比及两组分材料参数对整体隔声性能规律的影响,结果显示16层结构的隔声性能更优。同时,计算了板与多孔材料交替结构的隔声性能,结果表明,在给定的条件下4层结构有更高的隔声量。     

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。     

固态多层介质隔声性能研究

一、前言在国民经济和国防建设中，环保意识正在逐渐加强，在噪声控制方面，隔声已越来越多地得到应用，如城市高层建筑的隔声结构、空间运载器的隔声舱壁、工业设备的防声外壳、具有隔声阻尼的隔声罩、通风吸声的隔声室等等。影响隔声性能的因素主要有三个：（１）声场条件，包括声波的频率、入射方向等因素。对于给定的均质固体构件隔板，一般低频时的隔声量低，高频时的隔声量较高。但是若频率足够高使得隔板的厚度正好等于在板中传布的声波的波长的一半或其整数倍时，则此时的隔声量为０，即声波可全部通过。（２）材料性质，包括隔声材…     

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。     

求解远场声辐射问题的一种快速边界元法

针对传统边界元法奇异性的固有缺陷,研究一种求解结构辐射声场的间接边界元法。通过在内域虚拟曲面上配置一系列单偶极子源,等效模拟结构外辐射声场,并根据单元体积速度匹配法的边界条件方案,给出数值计算辐射声场的间接边界元模型。结合球冠形辐射器的仿真算例,表明该间接边界元法在求解远场声特性时具有较高的计算效率和精度,为分析设计具有大空间指向性的辐射器提供参考。     

高速列车侧墙铝型材降噪研究

建立高速列车侧墙铝型材隔声与声辐射预测模型,将仿真值与实验值进行对比分析,验证模型的有效性。通过改变上、下蒙皮厚度的配比和筋板倾角,探究其对侧墙铝型材隔声及声辐射性能的影响。研究结果表明:在原有结构基础上,上蒙皮增加1 mm,下蒙皮减小1 mm,能够使结构计权隔声量提升1.9 dB;筋板倾角增加5°可使结构计权隔声量增加0.9 dB;蒙皮厚度及筋板倾角的改变均不能有效降低结构的声辐射水平。研究结论可为高速列车侧墙铝型材的降噪优化提供数据借鉴。     

隔声现场测量的扬声器声源方法改进

1引言 隔声现场测量主要方法有交通噪声源现场测量和扬声器声源现场测量.现行国家标准和国际标准中[1],将扬声器声源放在测试现场离隔声构件一定距离并与隔声构件的中心轴成一定角度处,测量此时构件的隔声量作为该构件的现场隔声量.标准规定扬声器发出声波与构件中心轴所成的角度为45°.扬声器噪声源的现场测量方法针对声波在某一角度入射时测得的隔卢效果,而现场噪声可视为半自由场入射,因而测量数据与现场声场条件下构件的实际隔声量存在差异.本文提出了扬声器声源现场测量的改进方案,采取扬卢器多角度放置进行现场测量再按角度求隔声量的平均值,实验结果与理论预测基本一致.这种改进测量方法受外界环境的影响较小,且实验测得的隔声量接近现场的实际隔声效果.     

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。     

简支Mindlin板的振动与声辐射研究

建立基于Mindlin厚板理论的简支矩形板振动及声辐射数学计算模型。通过Rayleigh积分公式计算出板结构与声场交界面的声压,进而获得求解结构表面振速的方程。利用振动模态正交性获得结构振动与声辐射的特性参数以及声辐射阻抗与模态声辐射系数。由于Mindlin厚板模型考虑了板的横向剪切变形和转动惯量,其动力学计算结果比经典薄板理论更精确,在高频时更可靠。但由于声辐射只跟板的横向振动相关,两种模型计算出来的平均辐射效率没有明显区别。     

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。     

通孔薄膜声学超材料声阻抗分析及隔声带宽优化

针对现有通孔型声学超材料存在的低频隔声带宽较窄问题,通过分析通孔声学超材料的声阻抗建立超材料隔声量的理论计算模型,并通过该模型分析在不改变超材料通孔率和隔声峰值频率的条件下如何通过优化薄膜的面密度和张力以增加通孔型声学超材料的隔声带宽。通过一个数值分析案例进一步阐述如何利用理论计算模型进行通孔声学超材料隔声量参数优化并通过有限元仿真结果进行验证。结果表明通过减少薄膜面密度与薄膜张力的比率可以确保在不改变隔声峰值频率情况下有效增加声学超材料的10 dB隔声带宽。     

不同构造参数双层窗隔声性能试验研究

通过试验研究玻璃构造形式与规格、开启方式与密封形式、双层窗间距及窗框型材对双层窗隔声性能的影响,分析得出:玻璃构造形式与规格对双层窗的计权隔声量影响较小,其空气声隔声量频率特性曲线相近,低频共振频率主要出现在160~250 Hz范围;外平开/内推拉形式双层窗的隔声性能与双平开形式双层窗相当,均显著优于双推拉形式双层窗,且推拉窗采用包覆式密封条替换普通毛条,对提升外平开/内推拉形式双层窗的隔声量有一定效果;在相同条件下,当两层窗之间的间距大于90 mm时,双层窗构件的计权隔声量相近,隔声性能优于间距为80 mm的双层窗。     

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。     

封闭弹性长方体与柱状体连接结构的辐射声场分析

建立了以机械方式连接的封闭弹性长方体与弹性圆柱体的外辐射声场模型。通过在弹性板和壳的四周以及两弹性结构连接点之间施加假想的弹簧系统模拟不同的边界条件和连接条件,利用汉密尔顿函数和瑞利-李兹方法,推导出了腔体外辐射声场的解析解。该模型充分考虑了弹性结构之间的振动耦合以及弹性结构与腔体内声场之间的耦合。通过算例表明,弹性结构的辐射声场主要由其中的直接受力件的辐射声场所决定;弹性结构连接点处线弹簧的刚度变化对辐射声场的影响较旋转弹簧大。同时,运用有限元法计算两个腔体内的声模态和弹性结构的振动模态,及其耦合系数,结合边界元法计算出腔体外的声压响应,并将此数值仿真结果与前面导出的解析结果进行比较,验证理论推导的正确性。