《噪声测试技术》PPT课件.ppt

噪声测量技术,姓名： 聂 书 严 学号：20122002011,轮胎噪声测量,轮胎噪声测量技术,1.概念及背景 2.实验原理 3.仪器 4.实验方法及步骤 5.总结,声学概念：,声音强度由振动幅度的大小决定。以能量来计算时，称声强；以压力计 算时，称声压。 1.声压：某点上瞬间压力与大气压力的差值。 2.有效声压：某点的瞬时声压的均方根称为有效声压，表示声压的大小。 3.声压级：待测声压有效值p(e)与参考声压p(ref)的比值的常用对数，再乘以10，表示噪声强弱。单位：分贝（dB） 4.声强：声波平均能流密度的大小，表示噪声平均能量。 5.声强级：单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的平均声能。 单位：贝尔（Bel）。,噪声： 凡是妨碍到人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听 的声音产生干扰的声音，都属于噪音。 1分贝是人耳刚刚能听到的声音；20分贝以下，我们认为它是安静。 20-40分贝相当于耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。 60分贝以上属于吵闹范围。 噪声危害： 1.噪声能诱发多种疾病。 噪音不仅影响听力，也会影响心脏血管的健康，睡眠的品质，甚至胎 儿的发育。 调查表明：地区的噪声每上升一分贝，高血压发病率就增加3%。 噪声影响人的神经系统，使人急躁、易怒。影响睡眠，造成疲倦。 2.噪声对听力有损伤。 当人连续听摩托车声，8小时以后听力会受损；若是在摇滚音乐厅， 半小时后，人的听力就会受损。 3.噪声对正常生活和工作有干扰。 噪声会导致多梦、惊醒、睡眠质量下降等。实验表明,当人受到突然而至的噪声 一次干扰,就要丧失4秒钟的思想集中。,工业企业厂界环境噪声排放标准（2008年）：,轮胎噪声测量背景及意义： 我国汽车工业的迅猛发展和城市道路的不断扩张,城市车流量持续增加, 噪声污染日益严重交通噪声不仅影响人们的正常生活和工作,甚至会危害 人们的身心健康。 轮胎噪声是构成汽车行驶噪声的主要因素之一，从汽车的安全性、平 顺性、舒适性和生活环境角度考虑，降低轮胎噪声是一个亟待解决的问 题之一。 20世纪70年代人们已经对轮胎噪声开始研究，20世纪末,人们开始把 轮胎和路面看成一个系统加以研究。和国外大型企业相比，中国仍然落 后，轮胎噪声的测试及研究技术力量和经费投入少,自主研发能力函待加 强。 由于当前的常规噪声测量装置精确度低，不具备轮胎噪声测量的特殊 性，而且缺乏轮胎噪声分析和优化的软件。国外在轮胎行业长期处于领 先水平，但是软硬件价格昂贵，所以要研究一套专业、经济的轮胎噪声 测试技术。,轮胎噪声测量技术,1.概念及背景 2.实验原理 3.仪器 4.实验方法及步骤 5.总结,轮胎噪声来源： 1.路面噪声 2.花纹噪声： （1）花纹块产生的噪声：花纹块拍打路面产生，只与花纹面积有关，跟形状无关。 （2）花纹槽的泵浦噪声：槽腔空气被挤压，喷出形成。与花纹形状（横纹、纵纹、斜纹）有关。 （3）沟槽内气柱共鸣：花纹槽与路面形成的空气管的振动。 （4）喇叭筒效应。 （5）随机沙噪声,轮胎胎噪声常用测试方法： （1）滑行法（2008 ISO13325）。 （2）转鼓法。 （3）拖车法。 本次试验主要应用转鼓法,滑行法,转鼓法,拖车法,球面波声场特性： 测试中声波为球面波，一半径为r0的球体，其表面做均匀的微小涨缩震 动，也就是它的半径在r附近以微量dr做简谐的变化，从面在周围的媒质 中辐射了声波。因为球面的振动过程具有各向均匀的脉动性质，因而它 所产生的声波波阵面是球面，辐射的是均匀球面波。 波动方程： 经过计算和研究，我们得到：离声源任意距离上的声强与距离平方成反 比，声压与距离成反比。 由这个结论我们得到传声器的位置与测量的声压大小有很大关系。,球面波波阵面,轮胎噪声测量技术,1.概念及背景 2.实验原理 3.仪器 4.实验方法及步骤 5.总结,噪声测量仪器,一般仪器： 噪音计，声级计，分贝仪，噪声测试仪等。 它们基本上是由传声器、放大器、滤波器、检波器、指示器和电源等六 个部分组成的。 传声器：又称麦克风，是由声音的振动传到麦克风的振膜上，推动里 面的磁铁形成变化的电流，这样变化的电流送到后面的声音处理电路进 行放大处理 放大器：将输入的信号进行放大，主要通过一个放大电路实现。,200倍的电压放大电路,滤波器、检波器：信号处理的电子器件。,噪声测试仪,声级计,声级计工作原理,轮胎噪声测试主要装置： 1.消声室：就是一个闭合空间内建立自 由声场,在这个空间内,声波的传播介质 均匀地向各个方向无限延伸,使声源辐射 的声能自由传播,无外界环境噪声的干扰。 制作：房间六个界面全铺设吸声材料为 全消声室，铺设5个面为半消声室。 轮胎噪声测试主要是半消声室。 消声室采用双层结构,外墙用砖墙,内墙 用钢筋混凝土墙体,墙间设lm的空气层 (通道)。并设有吸声尖劈，吸声尖劈的吸声 特性与尖劈长度、填充材料、空腔深度有关。 同种材料下尖劈长度愈长，尖劈的低频吸声 性能愈好。调节空腔深度，也可有效地提高 尖劈结构的低频吸声特性。 消声室的体积应是被测物体物理体积的200 倍。,半消声室测试环境：,尖劈：,2.转鼓测试设备：转鼓设备由立式转鼓为核心,包括转鼓驱动系统、轮胎 进给滑台液压气动系统及电气控制系统几大部分组成。 转鼓驱动系统采用低噪声直流驱动电机,通过皮带传动带动转鼓旋转。转 鼓要经过严格的动平衡测试,以确保在试验过程中的平稳安全运行。,3.声学测量子系统由传声器、前置放大器、多通道声学分析仪和噪声测量软件等组成。,轮胎噪声测试系统的主要技术参数：,轮胎噪声测量技术,1.概念及背景 2.实验原理 3.仪器 4.实验方法及步骤 5.总结,室内噪声测试试验方法： 1.近场测试法 2.声场特性测试法,3.LDR测试法,轮胎噪声测量采用的是声压法来测试轮胎噪声源,对于在消声室内进行的 声学精密测量,必须要满足以下几个条件: 1.消声室内各表面的吸声系数要大于0.9。 上述消声室设计已达到要求。 2.传声器的位置选择通常要求与声源的距离不小于lm。 因为近场测试法的传声器与轮胎的距离较近,不能完全满足消声室内精密 测量的要求。在实际的试验中也可以视轮胎的具体尺寸可以将此距离增 加到1.5m。 3.传声器位置距墙面的距离一般不小于被测信号波长的1/4。 轮胎噪声特性研究中,一般关注的是300Hz以上的频段,在空气中的波长 约为0.28m。在实际测量中一般选取0.25m。 结论：经过以上分析，我们可以确定LDR测试法是目前比较适合的室 内转鼓设备上进行轮胎噪声测试的方法,试验过程相对简单,可操作性强, 数据处理比较容易。,基于LDR，设计正交表： 从理论上讲,如果考虑8种情况（花纹、地面粗糙度、负载、车速等） 每个因素有3个水平（不同数值）,每个水平进行一次试验,则需要做 38=6561次试验。这是不可能完成的。所以，我们借助于统计学中使用 的规格化表正交表来科学地选择试验条件,合理地安排试验。 优点： (l)从方案设计到结果分析完全是表格化,使安排和分析多因素试验简便， 有效。 (2)合理地节省试验次数,并能从所做的相对少数试验中充分提取信息。 (3)正交表的性质决定了正交试验有整齐可比与均匀分散的性质。,经过设计的4因素3水平的正交表：,检测分析评判仪的设计： 在室内应用转鼓法来模拟道路等室内条件，再利用LDR测试方法来确定 传感器等声学器件的位置，然后得到我们想要的声波数据。那么，我们 怎么对声波进行评价呢？ 由此，设计了检测分析评判仪：,检测分析仪框架图：,步骤： （1）对仪器和轮胎进行检查。 （2）确定待测轮胎的试验胎压Pt 式中只为试验胎压,Pr为参考胎压,Qt为试验负荷,Qr为参考负荷（轮胎负 荷指数对应的最大负荷）。 （3）测量本底噪声。 不同速度下转鼓空转的噪声须低于轮胎噪声15dB以上。 （4）每次试验的前后,所有的声学仪器都要用声学校正器进行校准。 （5）试验前轮胎以80km/h在转鼓试验机上预热5min。 （6）按照正交表进行实验。 （7）数据处理。,轮胎噪声测量技术,1.概念及背景 2.实验原理 3.仪器 4.实验方法及步骤 5.总结,通过对轮胎噪声测量的实验背景、原理、步骤等的阐述，我们基本了 解了轮胎噪声测量的基本流程，并考虑了以下的问题： 1.进行理论的分析，对消声室进行设计，对检测分析评判仪等软件进行 编写。 2.选