《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 GB1495 79 机动车辆噪声测量方法 GB T1496 79 机动车辆定置噪声测量方法 GB T14365 93 汽车定置噪声限值 GB16170 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法 GB1495 2002 汽车匀速行驶车内噪声测量方法 QC T57 93 汽车加速行驶车外噪声测量方法 QC T58 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 bornenoise 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 NoiseReductionCoefficient 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 STL 20lg f s 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SAEJ1637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2 3dB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表示阻尼层