《汽车噪声与振动.ppt

内 容 心得 声学基础 概念 测试仪器、测试环境、标准 振动基础 概念 测试技术、设备 车身声学处理 吸音、隔音、阻尼；统计能量法 实际工作中会碰到的几个问题 如何评估发动机舱隔音罩减噪量 如何解决轰鸣(Booming)噪声 如何提高车门关门的声品质,弄清声学基本概念很重要 学以致用，能解决工作中的实际问题,心得,和声音有关的参数主要有声压(p)、声阻抗(Z)、声强(I)、声功率(W) 声压(p)：当地声压于大气压之差。声场中某一瞬间的声压值称为瞬时声压，瞬时声压对时间取均方根称为有效声压，一般声学仪表测得的是有效声压。 声阻抗(Z)：声压与体积速度的复数的比值，是表示介质特性的重要参数。 声强(I)：单位时间内，通过垂直于声波传播方向的单位面积的声能称为声强。属于矢量。 声功率(W)：声源的强弱。 次声波、超声波,声学基础,-基本概念,在汽车噪声测试中常用的设备有： 传声器-用来直接测量声场的声压 声级计 频谱分析仪 声强分析仪 信号处理仪,声学基础,-噪声测试仪器,用于分析噪声的频率构成特征,噪声测试环境(声场)对测量结果影响很大。 自由声场-只有直达声无反射声 消声室 半自由场-只存在直达声和一次反射声 半消声室 扩散声场-声波在所有方向上以相同的幅度和概率传播 混响室 半扩散声场-介于自由声场和混响场之间 半混响室,声学基础,-噪声测试环境,中国噪声标准 机动车辆允许噪声 GB 1495-79 机动车辆噪声测量方法 GB/T 1496-79 机动车辆定置噪声测量方法 GB/T 14365-93 汽车定置噪声限值 GB 16170 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法 GB 1495-2002 汽车匀速行驶车内噪声测量方法 QC/T 57-93 汽车加速行驶车外噪声测量方法 QC/T 58-93,声学基础,-噪声测试标准,有限元法：是指用有限单元将结构弹性域或空气域离散化，根据力学方程或声学波动方程，得到联立代数方程式，通过求解代数方程式得到振动或声学特性的方法。 模态：模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。 模态分析：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。 模态分析的作用：识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 结构传播噪声（Structure-borne noise）：路面激励、发动机系统激励，间接或直接传到车身，引起车身振动，并通过结构辐射噪声到车内，称为结构传播噪声。 模态重合度：用来表示一个频率范围内所有的模态数目。,振动基础,-基本概念,振动测试方法有 机械法 固有频率的测定 稳态频率正弦扫描激励法 自由衰减曲线法 电测法 阻尼比的测定 位移直接测量测定振型 光测法 激光全息摄影测振 激光多普勒测振 脉冲激光电子斑干涉法测振,振动基础,-振动测试技术,吸声：是指空气中的声波在通过或入射到介质界面损失声能的过程。 吸声产生的机理： 黏滞性和内摩擦效应-在声波入射到材料表面时尤为明显，是吸声的主要机理。 热传导效应 常用的吸声材料或结构可分为两大类： 多孔吸声材料，包括纤维吸声材料如毛毡、泡沫状吸声材料如海绵等。 其吸声系数曲线多随频率增加而单调递增 共振吸声材料和结构，包括单个或多个共振器或共鸣腔 其吸声系数曲线只在某一频率（通常是低频）附近呈现极大值，而在其他频率范围表现不佳 工程上常用的评价指标 垂直入射吸声系数-阻抗管或驻波管 漫入射吸声系数-混响室 用平均吸声系数评价 NRC降噪系数（Noise Reduction Coefficient），即取材料四个倍频程（250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz）的吸声系数的平均值，精确到0.05。,吸声,车身声学处理,隔声,车身声学处理,隔声：声波在空气中传播时，一般用各种易吸收能量的物质消耗声波的能量，使声能在传播途径中受到阻挡而不能直接通过的措施，称为隔声。 单层平板结构(散入射）： STL20lg(fs) -47.5 （f是频率， s 是板面密度） 实际中壁板并非无限大，且质量和刚度分布不均，如加强筋或呈复杂几何形状，其STL常常会低于质量定理得理论值。 双层板结构(散入射)：,阻尼表示系统自身振动幅值或能量衰减的能力 阻尼比 阻尼损耗因子 车身钢板经过冲、焊等工艺，结构振动会在焊点产生局部摩擦，使得结构阻尼损耗因子明显高于钢板本身的阻尼，达0.005或更高。 车身阻尼处理包括： 自由阻尼处理 热黏结阻尼-沥青类 喷涂阻尼 -水基材料 约束阻尼处理 用铝箔作约束层 汽车阻尼夹层钢板 薄夹层钢板 厚夹层钢板 材料和结构阻尼测试： 小型试样-梁状样件（一般采用SAE J1637梁状样件阻尼测试标准） 中型试样-板状样件 大型试样-车身板，整车（半功率法、模态分析法、模态振动衰减法）,阻尼,车身声学处理,对工人体力要求大，效率低，易产生微量粉尘,多用于发动机油底壳等结构,多用于高档车前围板、后轮罩,统计能量的使用范围可以用模态重合度来判断 即当系统的模态重合度远大于1，统计能量分析就有效。 如果噪声输入准确，建模方法得当，400Hz以上时，统计能量分析的预测值与实验值之差一般在23dB之内,统计能量法,车身声学处理,估算公式： （S，S0分别为总表面积和孔隙面积）,如何评估发动机舱隔音罩减噪量,前围板声学处理以隔声为主，吸声不计或为辅。处理结构如下 前围板穿通元件的声学设计示意 除了穿通元件外，由于质量隔层和衬垫各处厚常常不一样，假设个区域的传递损失分贝值是STLi，面积是Si，那么整个前围板的复合声传递损失为：,如何评估前围复合声传递损失,地毯植绒,质量隔垫,多孔衬垫,阻尼层,车身前围板,对于车内轰鸣问题，一般从以下三方面着手， 检查各缸爆发压力是否均匀，测试曲轴和轴承等的振动找出振动源。 结合有限元方法通过车身壁板灵敏度、贡献度分析等，修改车身动态特性使耦合固有频率移出常用转速范围，尽量降低振动响应。 主动噪声控制技术,轰鸣声(Booming)如何解决,声品质是衡量车门关门的重要指标之一， 密封良好，特别注意密封条的压缩量和硬度 采用“两级”密封设计 增加车门的刚度 附加阻尼处理，依靠阻尼衰减瞬态振动和噪声辐射,如何提高车门关门的声品质,Question?,声级计权 为了使噪声测量仪器的读数与人对声音主观感觉一致，必须对声音信号修正，从而引入声级计权的概念。图为A、B、C计权网络的衰减曲线，它们分别模拟不同响度时人耳朵的反应。,声学基础,-噪声测试仪器,返回,原理：当振动或噪音传递到聚合物材料时，机械振动被转化为大分子链或链段的运动，通过分子间的内摩擦把力学能转化为热能，起到阻尼效果。在玻璃化转变温度（Tg）附近，链段能充分运动，但又跟不上应力的变化，所以滞后现象严重，阻尼效果好，在玻璃化转变区内将出现一个内耗的极大值。 公式 自由阻尼材料损耗因子： 式中a表示阻尼材料杨氏模量E2与基板材料杨氏模量E1之比；x表示阻尼