声学包设计与优化 综合
建筑设计中的声学优化
建筑设计中的声学优化在建筑设计中，声学优化是一项非常重要的工作。
通过合理的声学设计，可以降低噪音污染、提升音质体验，为人们创造一个舒适、宜居的环境。
本文将探讨建筑设计中的声学优化措施和技术。
一、背景介绍随着城市化进程的加快，建筑物密度越来越高，噪音污染问题愈发凸显。
如何在有限的空间内实现良好的声学环境成为建筑设计师亟待解决的难题。
而合理的声学设计不能仅局限于外部环境的控制，更应关注建筑内部的声学效果。
二、声学参数的优化在进行声学设计时，需要关注以下几个重要的声学参数，通过优化这些参数，可以改善建筑内部的声学环境。
1. 声吸降噪材料的选择与应用：声吸降噪材料是一种能吸收和消散声波能量的材料，常用于减少噪音的传播和反射。
在建筑设计中，选择合适的声吸降噪材料并进行合理的布置，可以有效地减少室内噪音。
2. 声隔离墙体的设计：声隔离墙体是指通过墙体的结构和材料，减少声音在建筑内部的传播。
建筑中的不同区域可能需要隔离，以避免声音的干扰。
通过合理设计隔离墙体的位置和厚度，可以有效地减少声音的传导。
3. 合理布局降低噪音传播：在建筑布局中，可以通过合理安排房间的位置和功能，减少噪音在建筑内的传播。
例如，将噪音源远离静音区域，将噪音源集中在一定范围内，并采取隔音措施等。
三、声学技术的应用除了声学参数的优化，利用现代科技手段也可以进一步提升建筑的声学效果。
1. 数字声场模拟技术：利用数字声场模拟技术，可以对建筑内部的声学环境进行模拟和分析。
通过对声学特性的详细研究和分析，可以有效地指导声学优化措施的实施。
2. 声学模型的建立与优化：建立建筑声学模型，对建筑内部的声学效果进行模拟和预测。
通过对声学模型的优化，可以在设计阶段预测和解决潜在的声学问题，并对建筑声学效果进行评估。
3. 环境噪音监测与控制：利用环境噪音监测系统，对周围噪音进行实时监测，并通过噪音控制技术对噪音进行分析和控制。
这有助于建筑师对周围环境的特点进行了解，并在设计中充分考虑噪音污染问题。
某皮卡驾驶室声学包设计和结构优化
机电信息工程某皮卡驾驶室声学包设计和结构优化贺小明李信丽董勇峰游秀芬王博(江西五十铃汽车有限公司产品开发技术中心，江西南昌330100)摘要：对于用户来说，皮卡不仅仅是货运的工具,而且越来越追求整车的舒适性。
如何提升车辆行驶的舒适性呢，由于发动机的特性决定了整车噪声在源头方面无法得到改善，本文通过优化零部件结构和配接,增加声等等方案对整车驾驶行提升，满足客户的舒适性要求&关键词：驾驶室；声学包设计；舒适性提升；声学检测1室声学包概况汽车噪声大小是衡量现代汽车设计和制造水平的重要技术指标，车声状况更是衡量整车档次、品牌和质量的重要标准之一。
整车的噪音大小可通过主动控制和被动控制的方法进，主动控制即从噪音源头进行控制，包括提高部件加工和装配质量，改善发动机，改善车；被动控制则从车身控制角度岀发，进行声学包设计，对噪音源进音、隔音等。
在整车研发过程中，NVH性能要求怠速、加速和匀速工况下，车声不能岀现声和声&1'。
在整车声包设中，过声包技术车的中、高频噪声⑵，虑以下方案：a.发动机舱配有隔音隔热垫设计，发动机在启动后产生声音是造成车内音的主要源头，因此在源头做隔绝是的措；..置隔音隔热垫，发动机声音由I 车，在做隔音音；c.地毯优化设计，不是发动机的声音，从路进车内的行驶声音也是车内噪音的源头之一,不但可以美观和提升乘受，还能对外部声音进行隔绝.优化:一般采用优化驾驶进行隔绝或是增加阻隔件,以减少空腔的轰鸣声。
2室声学包设计和优化2.1驾驶室前围布置隔音隔热垫发动机噪声作为汽车最主要的噪音源，因而汽车前围的隔音尤要。
目场上存在的隔音垫大多采用单一的隔音材料进行隔音，其隔音并不要求。
故在不影响安装的！图1隔苜隔热垫示意图，在的音垫(20mmPET)表面再覆一层隔音材料(2.5mmP9C)，过隔音音的效果叠加，达到降噪的预期目标，隔音隔热垫零件如图1所示。
2.2地毯结构优化地毯作中面积较大的零部件，它对整车的NVH有较大的影响，主要吸收与阻隔和动统的噪声,为了提高它的NVH性能,通常会在地板及料间增加开孔材料，本方案所使用的材料为PET+PE面料+PVC+PET毛毡，PET毛毡密度为1000g/m2，厚度约为20mm。
基于某商用车型声学包优化的试验方法研究
基于某商用车型声学包优化的试验方法研究声学包是一种有效的降低噪音和振动的装备，在商用车型中具有广泛的应用。
为了优化商用车型的声学包效果，需要进行试验方法研究，以下是一个基于商用车型声学包优化的试验方法研究。
首先，选择商用车型进行研究。
商用车型通常会有不同的车身结构和尺寸，因此需要选择一个典型的商用车型进行研究。
考虑到市场需求和实际使用情况，选择一款常见的商用货车作为研究对象。
其次，确定试验要素。
声学包优化需要考虑多个要素，包括声学包材料类型、厚度和位置等。
为了确定最佳的声学包优化方案，需要进行多个要素的试验，以找到最佳的组合。
例如，可以试验不同材料的声学包和不同厚度的声学包，以确定最佳的材料和厚度。
此外，还可以试验不同的位置布置，以优化声学包的效果。
然后，设计试验方案。
根据确定的试验要素，设计一套完整的试验方案。
具体来说，可以使用正交设计方法，将要测试的要素进行组合，减少试验次数，提高试验效率。
同时，需要合理选择试验参数和测量方法，以确保试验的准确性和可重复性。
接下来，进行试验操作。
按照设计的试验方案，开始进行试验操作。
首先，需要制作声学包样品，并按照要素设计进行布置。
然后，在标准的声学实验室环境下，对商用车型进行声学测试。
可以使用声学测量仪器测量车辆的噪音水平和振动情况，并记录数据。
同时，还可以使用模态分析方法，对车身的固有振动进行测量和分析。
最后，分析试验结果。
根据试验数据，对结果进行分析和比较。
可以使用统计分析方法，对试验数据进行处理，找到最佳的声学包优化方案。
可以比较不同要素的试验结果，找到最佳的组合。
此外，还可以使用有限元分析等计算方法，对试验结果进行验证和优化。
总结起来，基于商用车型声学包优化的试验方法研究，需要选择商用车型，确定试验要素，设计试验方案，进行试验操作，最后通过结果分析得到最佳的声学包优化方案。
通过这些研究和试验，可以有效降低商用车型的噪音和振动水平，提高其舒适性和使用品质。
汽车声学包设计
汽车声学包设计作者：王孟斌来源：《科学大众·教师版》2016年第03期摘要：对汽车声学包材料的选取做了系统的说明，同时介绍了汽车声学包的吸音隔音部件与钣金之间的配合关系，说明了运用声学包降低噪声手段的重要性和可行性。
关键词：汽车声学包；材料；声学处理中图分类号：U467.493 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2016）03-187-001随着汽车市场竞争的日益激烈和市场对汽车产品要求的日趋多样化，汽车噪声危害逐渐被人们所认识，要求降噪的呼声日益高涨。
其方法包括：优化发动机和车身结构，提高车身刚度、改进悬置系统，以及提高零部件的加工精度和装配质量等，已将噪声源和噪声传播路径最小化。
文中主要介绍了汽车声学包的常用材料选择及车身的声学处理。
1.汽车声学包定义汽车声学包是指和汽车NVH有关的各类吸音隔音部件的总和，如前围隔音隔热垫、顶棚、地毯等。
2.材料选用及遵循原则2.1材料选用及遵循原则（1）材料的轻量化。
轻量化是整个汽车制造领域发展的大趋势，采用轻量化材料施工后不会使车身自重增加太多。
（2）环保特性。
车厢内的声学包材料当中不应含石棉、玻璃纤维、酚醛树脂、重金属铅等对人体有害的物质，最大限度的保证乘驾人员的身体健康。
（3）气味性。
由于声学包中的地毯、顶棚、隔音垫等部件位于乘客舱内，因此要求声学包所用的材料应该满足相应的气味性要求。
（4）防霉性。
由于外前围隔音垫，轮罩翼子板密封件等声学包部件位于车厢外部，在汽车的行驶过程中极易吸附雨水雾气等，且地毯等部件在人为的作用下吸附水分之后，容易发生霉变，故对声学包部件的防霉性提出一定的要求。
（5）阻燃性。
汽车的内饰件必须满足阻燃性国标，不易燃烧，最好能防止燃烧。
除此以外，声学包还具有量身定做性。
不同的车辆有不同的声场特性和噪声特点，要达到理想的降噪效果，就需要有针对性的解决方案，体现在用料类型、数量和施工部位上，都会因车型不同而有所区别，故可称之为两声定做。
基于声学超材料的地毯低频降噪设计优化及试验验证
基于声学超材料的地毯低频降噪设计优化及试验验证
张俊栋
【期刊名称】《上海汽车》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】汽车行业通用的声学包设计主要通过控制噪声传播路径来减弱噪声影响:利用多孔材料和微穿孔结构吸收中高频噪声;选择高面密度材料以隔离中低频噪声。
由于低频噪声波长较长,在有限的布置空间内现有吸、隔声措施难以奏效。
声学超
材料在窄频带内具有高效的吸声效果,而通过特定的结构设计,可实现在较宽频率范
围内的高效吸声。
文章尝试在传统地毯设计中融合声学超材料,借助声学超材料频
率可设计的特点,提高了地毯的低频声学性能。
该方法可为现有地毯设计降噪措施
赋能,解决低频噪声控制痛点。
【总页数】9页(P44-52)
【作者】张俊栋
【作者单位】泛亚汽车技术中心有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB5
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5.
直升机声学超材料舱壁的低频多带隙降噪特性
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基于混合FE-SEA方法的汽车驾驶室声学包优化设计
基于混合FE-SEA方法的汽车驾驶室声学包优化设计
王一鸣;卢剑伟
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2024(62)3
【摘要】以某车型为研究对象,基于混合有限元——统计能量方法建立了驾驶室的中频噪声预测模型,通过实车试验,获取待测工况下的激励信号,并验证构建的驾驶室混合FE-SEA模型的准确性;然后分析车内噪声贡献度,确定声学包优化的主要方向,采用拉丁超立方设计方法,以此构建克里金近似模型。
基于遗传算法对声学包布置参数进行优化设计,并验证了优化方案效果。
结果表明,合理优化关键板件的声学包布置参数能够有效降低驾驶室噪声水平。
【总页数】5页(P61-65)
【作者】王一鸣;卢剑伟
【作者单位】合肥工业大学汽车与交通工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U461.4
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基于某商用车型声学包优化的试验方法研究
基于某商用车型声学包优化的试验方法研究引言：商用车型的声学性能在市场竞争中起到了至关重要的作用。
声学包是一种用于减少车辆噪音传导的材料，其优化能够显著提高车辆的舒适性和乘坐体验。
本文旨在研究基于商用车型声学包优化的试验方法，以提供科学、高效的优化方案。
方法：1.设计声学包铺设布局。
根据商用车型的结构和噪音产生源的位置，合理设计声学包的铺设布局是第一步。
可以使用计算机辅助设计软件进行仿真分析，以确定最佳的声学包布置方案。
2.测量噪音源的频谱和强度。
使用噪音测量设备对商用车型的各个噪音源进行频谱和强度测量。
这些噪音源可能包括发动机、轮胎和车辆行驶过程中的风噪等。
3.测试声学包材料吸声性能。
选择合适的声学包材料，进行吸声性能测试。
常见的测试方法包括声吸系数测试和垂直吸声系数测试。
4.建立声学包模型。
将声学包材料的吸声性能数据与车辆结构模型结合，建立声学包模型。
可以使用有限元分析方法进行声学包模型的建立和仿真。
5.进行声学包优化试验。
将设计好的声学包铺设布局应用于商用车型，进行试验。
可以通过驾驶舱内的声音测量设备对车辆在不同工况下的噪音进行测试，以评估声学包的优化效果。
6.优化结果的数据分析。
将优化结果与原始设计进行对比分析，评估声学包优化的效果。
可以从整体噪音水平、噪音频谱和驾驶舒适性等方面进行评价。
讨论：声学包优化的试验方法对商用车型的声学性能改善具有重要意义。
通过合理的声学包材料选择和布置，可以显著减少车辆噪音。
声学包优化不仅可以提高车辆的乘坐舒适性，还可以提高车辆品牌形象和竞争力。
然而，在进行声学包优化试验时，需要注意实验环境的控制和测量设备的准确性，以保证试验结果的可靠性。
结论：本文研究了基于商用车型声学包优化的试验方法，并提出了一套科学、高效的优化方案。
通过定量测量和试验分析，可以得出声学包优化的结论，为商用车型的声学性能改善提供依据。
未来的研究可以进一步探索声学包优化的其他方法和技术，以提高商用车型的声学性能。
复合材料的声学性能与设计优化
复合材料的声学性能与设计优化在现代科技的快速发展中，复合材料以其独特的性能在众多领域得到了广泛的应用。
其中，声学性能是复合材料一个十分重要的特性，对于改善声音传播、降低噪音等方面具有关键作用。
而通过合理的设计优化，能够进一步提升复合材料的声学性能，满足各种实际应用的需求。
复合材料是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料组合而成的。
这些不同的材料相互结合，使得复合材料在性能上往往优于单一材料。
在声学领域，复合材料的声学性能主要包括吸音、隔音、声反射等方面。
吸音性能是指材料能够吸收声音能量，减少声音的反射和传播。
复合材料的吸音性能通常取决于其内部的孔隙结构和纤维分布。
具有丰富孔隙的复合材料能够有效地将声音能量转化为热能，从而实现吸音的效果。
例如，在一些会议室、录音室等场所，常常会使用具有良好吸音性能的复合材料来降低声音的反射，提高声音的清晰度。
隔音性能则是指材料能够阻止声音的传播。
这主要取决于复合材料的密度、厚度以及内部的结构。
一般来说，密度较大、厚度较厚的复合材料隔音效果更好。
比如，在汽车制造中，为了降低车内噪音，会在车身中使用隔音性能良好的复合材料，以减少外界声音的传入。
声反射性能则与材料的表面特性和硬度有关。
光滑、坚硬的表面容易导致声音的反射，而粗糙、柔软的表面则能够减少反射。
在声学设计中，可以根据具体需求来调整复合材料的表面特性，以达到理想的声反射效果。
在实际应用中，为了获得更好的声学性能，需要对复合材料进行设计优化。
设计优化的过程通常需要综合考虑多个因素，包括材料的选择、结构的设计以及制造工艺等。
材料的选择是设计优化的基础。
不同的原材料具有不同的声学特性，例如玻璃纤维、碳纤维、聚合物等。
在选择材料时，需要根据具体的声学性能要求以及使用环境来进行权衡。
比如，如果需要较高的吸音性能，可以选择具有多孔结构的纤维材料；如果需要良好的隔音性能，则可能会选择密度较大的材料。
结构设计也是至关重要的一环。
声学特性分析与优化设计
声学特性分析与优化设计声学特性是指各种声音在媒质中传播、反射、吸收、散射等产生的现象和规律。
声学特性的分析和优化设计对于提升音乐、电影、建筑等领域的体验效果至关重要。
本文将从室内声学、音响设备和声音设计三个方面，对声学特性进行深入探讨。
一、室内声学的分析与优化设计室内声学是指在一个封闭的环境中，声音的传播和反射所呈现的效果。
搭配合适的室内声学，可以让音乐和电影等媒体更加逼真，并且提供更好的听觉体验。
1.1 音频吸收材料的选择与布局室内声学设计的首要任务是降低声音的反射和共鸣，这就需要选用合适的音频吸收材料。
常见的音频吸收材料包括吸音棉、吸音板和隔声材料等。
吸音材料的选择应该根据房间的尺寸、形状和用途来确定。
此外，音频吸收材料的布局也是室内声学优化设计中的重要环节。
合理的布局可以最大化地降低声音的反射和共鸣，并且能更好地保持房间内声音的均衡。
1.2 噪声控制与隔音设计当一个室内空间用于演艺活动或是录音工作时，噪声的控制和隔音设计至关重要。
噪声控制包括对外界噪音的屏蔽和内部噪声的消除。
隔音设计则是采用各种隔音材料和隔声结构，使得声音在室内空间的传播受到最小的干扰。
对于大型的演艺场所和录音棚等地方，需要采用专业的音频隔音材料和技术，并结合精确的声学测量来进行优化设计。
二、音响设备的分析与优化设计音响设备是指用于放大、传输和再现声音的各种设备和系统。
音响设备的分析与优化设计是为了提升声音的质量和逼真度。
2.1 音箱设计与定位音箱是音响设备中最重要的组成部分之一。
音箱的设计应该根据场地的尺寸、形状和用途来确定。
合适的音箱设计能够使声音更加均衡、清晰，并提供更好的声场效果。
音箱定位也是音响设备优化设计中的关键环节。
音箱的位置应该根据优化算法和声学原理来确定，以达到最佳的声音分布和听觉感受。
2.2 混音台与音频处理设备混音台和音频处理设备能够对声音进行调节和优化，这对于音响设备的表现和效果至关重要。
混音台可以对音量、频率和效果等进行调节，以满足不同场合和需要。
轿车车内声学包多目标优化探析
135机械装备研发Research & Development of Machinery and Equipment轿车车内声学包多目标优化探析陆 进，刘桂全（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州 545000）摘 要：对轿车来说，其车内声学包设计是震动噪声舒适性设计工作中的一个重要构成成分。
车内声学包设计能够在不改变整个轿车车内部件设计以及构件的基础上，对车内噪音进行相应的改善，一定程度上对汽车企业的技术实力的提升具有促进作用，具有一定的研究价值。
在这一背景下，文章对轿车车内声学包多目标的优化进行详细研究，建立轿车混合模型，并验证分析，对优化子系统各层次材料种类进行探究，以期提升轿车车内声学包设计水平，促进我国汽车制造企业的发展。
关键词：轿车；车内声学包；目标优化中图分类号：U467.493 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）08-0135-01——————————————作者简介： 陆进（1990—），男，云南玉溪人，本科，助理工程师，研究方向：乘用车声学包类零件设计开发。
通常情况下，轿车产生噪音的主要来源其一是空气中的噪音传播，其二就是固体噪音。
然而，就当前情况分析，能够对空气中噪音问题加以解决的方案主要以吸音、隔音的两种方式为主。
目前我国为了能够降低轿车噪音的主要方式就是轿车声学包，即通过对整个轿车的噪音震动舒适度性能而设计的声学材料安装技术。
另一方面在对轿车的整个噪音、震动、舒适性的开发过程中，声学包的设计在当今成为我国轿车制造中的重要的组成部分。
因此，针对轿车声学包的设计优化研究至关重要。
故而，本文对轿车车内声学包多目标[1]。
另一方面，在全频段振动噪声模拟软件中，按照混合建模的基本原则将单位的频带上模态数小于5的构件建成FE 子系统，同时将其他的构件建成SEA 板子系统；根据建成的FE 和SEA 板子系统建立相应的声腔，将单位SEA 声腔板子系统与FE 子系统之间以线连接的形式藕合。
某车型前围密封及声学包优化研究
某车型前围密封及声学包优化研究雷 镭(上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海 200438)摘要:以某车型的噪声-振动-平顺性(N V H )设计开发为背景,针对其怠速关空调时车内噪声大的问题,根据噪声源隔离试验对进排气㊁发动机噪声进行分析,确认其主要噪声源为发动机㊂与对标车进行发动机噪声台架对比试验,得出传递路径中的前围隔噪量不足及存在漏噪现象为主要原因㊂在此基础上,通过控制噪声传递路径的方法对前围的密封性和隔噪两方面的设计进行改进,最终改善了车内噪声性能㊂关键词:前围 传递路径 密封性 隔噪量0 前言随着汽车市场的快速发展,人们对车内噪声的关注日益增加㊂对传统汽车来说,发动机㊁变速箱㊁空调系统等零部件为汽车的主要噪声源,对车内噪声的贡献量巨大㊂这些噪声源均布置在前舱内,乘员舱通过前围将噪声源隔离,前围一方面起到密封乘员舱的作用,另一方面能降低前舱内噪声向车内的辐射,所以前围的声学性能设计格外重要㊂前围总成包括外前围声学材料㊁前围钣金㊁内前围声学材料㊂为了隔离前舱传到乘员舱的噪声,前围总成主要以隔噪为主,吸噪不计或者为辅[1]㊂近年来,国内外学者对前围声学处理进行了大量的研究㊂罗竹辉等[2]对E V A+P U 形式的乘用车内前围隔音垫的隔噪性能进行了仿真分析,通过采用不同材料的乙烯-醋酸乙烯共聚物(E V A )和聚氨酯材料(P U ),确定了隔噪效率最优的E V A 厚度和P U 密度㊂M O R I T Z 等[3]对不同材料的前围声学材料进行隔噪性能的测试,通过测试结果分析,得出最优隔噪性能和质量比的声学材料,采用此声学材料既保证了声学性能又减轻了零部件质量㊂邓江华[4]通过仿真和试验结合,分析防火墙泄漏量㊁覆盖率和材料密度,得出了各因素对隔噪量的影响㊂本文针对某M P V 怠速关空调时车内噪声大的问题,根据排查结果,确认其主要噪声源为发动机㊂通过与对标车进行发动机台架噪声对比试验,得出该M P V 前围隔噪量不足及存在漏噪现象为主要原因㊂在此基础上,通过优化前围的密封性和提高声学包隔噪量,最终使得怠速车内噪声有了明显的降低㊂1 怠速噪声特性分析某M P V 车在关空调工况下怠速运行,主观评估噪声较对标车大㊂通过实车测试,某M P V 车内驾驶员耳旁噪声客观测试结果为48.6d B (A ),而对标车车内驾驶员耳旁噪声客观测试结果为45.2d B (A ),某M P V 车内驾驶员耳旁噪声比对标车高3.4d B (A )㊂从1/3倍频程图来看,与对标车相比,较大的频段基本集中在中高频,见图1㊂基于以上结果可以判定,在怠速工况下,高频的噪声主要为空气噪声㊂为了更好地对其采取降噪处理的措施,需先对噪声源进行识别㊂图1 某M P V 车与对标车怠速车内耳旁噪声1/3倍频程图2 噪声源识别及分析2.1 基于隔离法的噪声源识别基于噪声源为空气噪声的判断,本文采用选择覆482019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.盖法(选择隔噪法)的噪声源识别方法㊂该方法是将各噪声源用隔声材料覆盖起来或引入消声器内,然后依次暴露噪声源,测量响应处的噪声,从而得到各噪声源对响应处的影响[5]㊂对于该M P V 来说,首先将汽车外前围处用铅板和隔声材料完全覆盖,并将进排气噪声引出到消声器中,再将相同怠速工况下逐一恢复各噪声源的状态㊂通过测量驾驶员右耳旁噪声和上一状态下噪声之差即可识别出该声源的噪声水平和在车辆怠速时声压级中的贡献量,如图2所示㊂测试结果如表1所示㊂图2 隔离法噪声源识别试验表1 隔离法噪声源识别试验结果序号测试工况驾驶员耳旁噪声/d B (A )1原始状态48.62引出进气噪声48.13引出排气噪声47.84发动机舱隔离噪声45.2通过声压级能量叠加公式可得到各声源的声压级,如式(1)所示L =10l g ðNi =110L i10()(1)式中,L 各声源的声压级,L i 为各噪声源声压级,N 为噪声源数目㊂根据式(1)计算出各噪声源贡献量,如表2所列㊂从表2中可知,对驾驶员右耳处噪声的贡献量而言,各零部件的贡献量大小排序依次为发动机本体噪声㊁进气噪声和排气噪声㊂表2 各噪声源贡献量计算结果序号测试工况驾驶员耳旁噪声/d B (A )1进气噪声39.02排气噪声36.33发动机噪声44.32.2 发动机台架噪声试验鉴于该M P V 车怠速工况下车内噪声的主要来源为发动机噪声,对该M P V 车和对标车的两台不同的发动机进行了台架噪声试验,对比两者之间的噪声差异㊂根据G B /T1859.3的方法,使用九点测试法,在半消声室测量怠速工况下发动机的表面声压级,见图3㊂根据测试结果,计算出发动机的声功率级㊂图3 发动机台架噪声测试图发动机的表面声压级计算公式为L p =10l g 1N M ðN Mi =1100.1L p i [](2)式中,L p 发动机的表面声压级,L pi 为第i 个传声器位置处测得的噪声声压级,N M 为传声器位置的数目㊂根据式(2),可通过式(3)得到发动机噪声的声功率级为L W =L p +101l g (S /S 0)(3)式中,S 为测量表面面积,S 0为基准面积,L p 发动机的表面声压级㊂根据试验结果计算所得两台发动机声功率级,某M P V 发动机为80.6d B (A ),对标车发动机为80.9d B(A ),见图4㊂图4中两台发动机的声功率级并无明显差异,因此该M P V 车怠速噪声大的主要原因还是由于前围总成的隔噪量不足㊂3 怠速噪声的优化措施通过以上试验结果可以发现,该M P V 车在怠速工况下车内噪声主要来源是发动机噪声,而对比该M P V 与对标车的发动机台架噪声试验结果可知,两台发动机噪声水平相当,所以根据降低车内噪声水平的492019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.图4 发动机声功率级1/3倍频程对比图原理来说,重点应放在控制噪声传递路径的方法上来㊂由于车内噪声差异为高频噪声,因此控制传递路径应该对前围的密封性和隔噪方面设计进行改进㊂①为了符合原著本意,本文仍沿用原著中的非法定单位 编注㊂3.1 前围密封性优化车身密封开发是汽车振动-噪声-平顺性(N V H )性能得到保证的基础性工作㊂衡量车身密封性状态主要是通过车身的气密性测试来确定的㊂气密性测试方法大致分为两类:一类是恒压法,即通过鼓风机以恒定的气压向车体内部加压,当施加于车内的气压与车身漏气量达到压力平衡时,恒定的泄漏值即为车身漏气量,泄漏值越小,气密性则越好;另一类是减压法,即通过鼓风机以恒定的气压向车体内部加压至预定气压值,然后关闭进气阀,由于气体泄漏气压会逐渐减小,测量结果即是从预定的高压值减小到预定的低压值所需的时间,当时间越长时,气密性则越好㊂目前国内主机厂使用恒压法来测试整车的气密性,见图5㊂图5 白车身气密性试验图根据测试原理,可以得到气体流量与泄漏面积之间的关系为Q =a DA 2(P i -P 0)ρ0(4)式中,Q 为漏气量,a D 为流量系数,A 为泄漏面积,P i 为车内压力,P o 为车外压力,ρ0为空气密度㊂通过测量的漏气量和压力值,根据式(4)可以计算出泄漏面积,泄漏面积表征了泄漏区域的大小㊂结合车辆实际情况,要减小泄漏量,需要通过优化前围板及前地板的钣金结构㊁涂胶和过孔等的密封来实现,见图6㊂图6 白车身关注的密封钣金区域通过白车身气密性试验,确定了主要的泄漏点,如表3所列㊂表3 前围和前地板主要泄漏点序号位置泄漏量/c f m ①1空调进风口本体462空调风口和钣金搭接缝隙33前舱钣金搭接44堵盖处26对于空调进风口本体可知,泄漏原因主要是内外循环阀门密封不良㊁内外循环模式切换密封不完善造成的㊂通过更换符合设计状态的阀门零件,修复了内外循环的控制逻辑,此处异常泄漏消失㊂空调风口和钣金搭接缝隙泄漏原因是风口与钣金搭接泡棉过盈量不足引起的㊂通过增加风口与钣金之间的泡棉厚度完全消除了该处泄漏㊂对于钣金搭接的泄漏,经过实车检查,部分区域涂胶有缺陷,见图7㊂结合白车身情况,对上述各区域的涂胶工艺进行了优化,尤其是隔绝主要噪声源的钣金缝隙,实现上述区域泄漏量为零㊂其次,检查前舱区域的过孔和工艺孔,确保前舱钣金没有无用孔,且每个过孔和工艺孔均有密封设计定50汽车与新动力All Rights Reserved.图7涂胶状态较差的关键区域义㊂具体措施见图8和表4㊂图8前舱孔洞及堵塞检查内容表4项目车型前围钣金开孔密封措施孔洞编号孔洞功能孔洞大小密封措施1/6/8/15焊接定位孔Φ25m m橡胶堵盖2空调进风口0.0200m2P U发泡3高低压管过孔0.0020m2P U发泡4暖风水管过孔0.0020m2P U发泡5C C B安装定位孔Φ12m m橡胶堵盖7机舱线束过孔Φ80m m三元乙丙橡胶(E P D M)密封垫9真空助力器过孔Φ36m m E P D M密封垫10制动踏板过孔Φ72m m E P D M密封垫11转向管柱过孔0.0014m2E P D M密封垫12软轴过孔0.0020m2E P D M密封垫13空调漏水孔Φ25m m橡胶管14洗涤管过孔Φ25m m E P D M密封垫经过上述处理,白车身的泄漏量减小到了40c f m,最终结果优于对标车,见表5㊂表5白车身泄漏量车型M P V车优化前MP V车优化后对标车白车身泄漏量/c f m794045通过上述一系列控制流程,有效地控制了前舱等重点区域的泄漏量,为后续的吸收隔声性能及整车N V H性能控制提供了良好的基础㊂3.2声学包隔声优化声学包结构由吸噪层和隔噪层组成㊂吸噪层通常采用P U泡沫或棉毡,隔声层通常采用E V A㊂前围板作为隔噪层,通常和内前围构成,包括钣金隔噪层㊁吸噪层和隔噪层,这种 三明治 结构,极大地提高N V H性能㊂上文中对前围钣金优化完成后,需再对内前围隔噪垫进行优化,主要是缩孔,即减小隔噪垫的开孔,减少零件与隔噪垫之间的缝隙,优化前后的隔噪垫零件见图9,具体共8处优化位置,详见图10和表6㊂图9内前围隔噪垫开孔缩孔优化前后对比图图10内前围隔噪垫优化图同理,对外前围隔噪垫进行缩孔优化,具体优化方案共6个,详见图11和表7㊂图11项目车型外前围隔噪垫优化图512019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.表6 内前围隔噪垫优化内容序号优化目标1隔噪垫在中通道处往下延伸2转向中间轴处增加覆盖3空调冷热水管处压隔噪垫边缘4前舱线束处压隔噪垫边缘5空调进风口处压隔噪垫6三踏与仪表板横梁安装点处压隔噪垫7左A 柱下隔噪垫缺口填补8右A 柱下隔噪垫缺口填补表7 项目车型外前围隔噪垫优化内容序号优化目标1缺口处填补2管夹与隔噪垫间隙缩小3空调冷热水管压隔噪垫缩小4离合器过孔隔噪垫缩小5真空助力器与隔噪垫边缘间隙缩小6制动管路管夹与隔噪垫间隙缩小通过上述优化方案,内前围覆盖面积增加4%,外前围覆盖面积增加3%㊂对前围的隔噪量试验结果如图12所示㊂从图12可知,前围的隔噪量在中低频段基本无变化,从1600H z 开始的高频段隔噪量逐渐增大,说明前围密封和声学包的优化对高频段噪声的隔离更有效㊂图12 前围隔噪量优化前后对比图3.3 试验验证在怠速工况下,对完成以上优化措施M P V 车的车内驾驶员耳旁噪声进行测试,试验结果如图13所示㊂从图13可见,驾驶员耳旁噪声的高频成分有明显的下降趋势,对于原始状态来说,噪声从48.6d B (A )图13 优化前后M P V 怠速车内驾驶员耳旁噪声1/3倍频程图下降到44.8d B (A ),下降了3.8d B (A ),耳旁噪声优于对标车,达到了预期的优化目标㊂4 总结以某M P V 车怠速工况下车内噪声为研究对象,系统地阐述了整个优化过程和具体的噪声控制措施㊂采取优化措施后,某M P V 在怠速工况下,驾驶员耳旁噪声由48.6d B (A )下降到44.8d B (A ),噪声中的高频成分得到抑制,优于对标车表现㊂通过以上研究工作,获得以下结论:(1)通过隔离法能够快速地识别噪声源,为制定降噪措施提供依据㊂(2)车辆密封性和声学包对整车的N V H 性能有重要影响,主要对车内噪声的高频成分有良好的抑制作用㊂(3)前围钣金的泄漏量和前围声学包的开孔面积同样重要㊂泄漏量和开孔面积越大,从该处的泄漏噪声就越大,所以需充分考虑减小钣金泄漏点,增加声学包覆盖率㊂参 考 文 献[1]庞剑.汽车车身噪声与振动控制[M ].北京:机械工业出版社,2015.[2]罗竹辉,贺才春,罗仡科,等.内前围隔音垫隔声性能研究[J ].振动与冲击,2018,37(7):254-258.[3]M O R I T ZC T ,K L E C K N E RJA ,S A H A P .D e v e l o p m e n to f q u i e t s o u n d p a c k a g e t r e a t m e n t s f o r c l a s s8t r u c k s [C ].S A E N o i s e &V i -b r a t i o nC o n f e r e n c e&E x p o s i t i o n ,2001.[4]邓江华.防火墙总成特性对汽车声学包性能影响[J ].噪声与振动控制,2014,34(03):78-81,85.[5]韩松涛,潘耀曾.噪声源识别方法综述[C ].上海国际工业博览会-振动工程与信息化学术研讨会,2002.52汽车与新动力All Rights Reserved.专家简介袁卫平,上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心整车集成部N V H科高级经理㊁资深专家㊁教授级高工㊁硕士研究生导师㊁I S O/T C70/WG13和S A C/T C177/WG11工作组组长,从事汽车和内燃机噪声振动控制研究30余年,注重理论与实践相结合,编有专著,发表多篇学术论文,拥有多项发明专利㊂专家推荐辞随着汽车用户对整车舒适性要求的不断提高,振动-噪声-平顺性(N V H)成为用户敏感度极高的因素之一㊂其中,怠速工况是用户在运行车辆时常用的工况,怠速工况车内噪声也是衡量整车N V H性能的常用指标㊂怠速工况车内噪声控制首先是定量分析主要噪声源的贡献量大小并进行排序,从而确定主要影响因素,然后施加有针对性的噪声控制措施,最终达到降低怠速车内噪声的目的㊂论文首先通过一系列N V H试验,确定了怠速车内噪声的频率成分,并得出噪声源和传递路径㊂根据车辆的零部件具体结构,确定了前围的密封和声学包是主要的优化目标㊂根据前围的具体结构,通过对前围钣金和声学包孔洞的减小及封堵,减小了前围的漏声,提高了前围的隔声量,完成了前围的密封和声学包的优化工作,使怠速工况下的车内噪声优于对标车,最终显著改善了怠速车内噪声问题㊂论文的条理清楚,结构明确,重点突出,研究内容丰富,对前围的密封和声学包隔声量优化有一定的指导意义和参考价值㊂All Rights Reserved.。
一种声学包优化方法研究
一种声学包优化方法研究摘要在汽车NVH性能分析中，往往将这个过程简化为“源-传递路径-接受体”这样的系统，而声学包的开发研究就是控制和改进这些路径以使车内噪声控制在预定的目标值之内。
整个声学包的开发重点在于噪声源的识别和传递路径排序，只有很好的掌握这二项关键特性才能有效解决问题，下面通过国内某MPV 噪声优化来验证这种控制方法的有效性。
关键词传递路径；声学包；噪声源；排序前言声学包就是在传递路径中控制车内噪声所有声学材料零部件的总称。
影响整车中的声学包因素主要有：声学材料的声学性能、成型后零部件的声学性能、整车上声学材料的选择、整车上声学包的布置方案。
通过科学合理的方法对以上所述因素进行选择和控制，能够有效降低车内声压级，提高车内语音清晰度。
1 噪声源识别整车空气声源主要包括动力总成噪声、轮胎噪声、进排气管口辐射噪声等，这些噪声通过不同的传递路径传入乘客舱。
为了能反映实际的行驶工况下整车声学特性，在车厢外部25处主要噪声源和车厢内4处分别布置了传感器[1]。
2 噪声源及传递路径排序2.1 传递路径分析基本原理传递路径分析法基本原理基于假设来自不同路径的所有部分贡献构成了总响应Pk=ΣPijk （1）其中：Pk为乘员位置k处的总声压；Pijk为传递路径i在j方向对乘员位置k总声压的部分贡献。
Pijk=Hijk·Sij （2）其中：Hijk為传递路径i上j方向到乘员k的传递函数，结构-声学传递函数或声学传递函数；Sij为传递路径i上j方向上的实际激励。
2.2 声源替代测试直接传递函数声学包主要控制高频空气路径噪声。
对于空气声的传递函数可以采用直接测量的方法。
依次将已校准过的高声功率的点声源放置在上述29个“噪声源”处，其他的28处麦克风包括乘客舱内的接收点采集声压信号。
结合路试工况、点声源激励下的声压级测试结果，基于交叉矩阵法就可以对实际工况的噪声源进行解耦，从而进一步得出实际噪声源对车内总声源的贡献量。
乘用车声学包设计开发与优化技术研究
乘用车声学包设计开发与优化技术研究作者：吴昕楠于宗洋来源：《中国科技博览》2018年第23期[摘要]国家汽车工程事业的不断进步与发展，极大地促进了乘用车声学包设计技术的飞跃。
研究乘用车声学包设计开发与优化技术，有助于更好地提升设计水平，从而保证整体效果。
文章首先对相关内容做了概述，分析了声学包开发流程，并结合相关实践经验，分别从标杆车解析等多个方面就某车型声学包的开发进行了研究。
[关键词]乘用车声学包；设计开发；优化；技术中图分类号：TB533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0358-011 前言随着乘用车声学包应用条件的不断变化，对其设计开发与优化技术提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。
基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2 概述一般乘用车声学包是指具有降低内部声压尤其是空气声声压的声学部件的组合。
对一般乘用车而言，声学封包主要包括发动机室内吸声件、乘员室内吸声或隔声件、后行李箱吸声和隔声件、各种声学密封件等。
车辆的声学包是对车内声学特征产生影响的重要组成部分。
利用声学包，不仅能降低车内噪声水平，而且可以调节车内的声品质，以满足客户的心理期待。
对于实现整车级声学目标而言，声学包装的定义、设计和开发是至关重要的。
在很多情况下，声学包装的开发都是在实际样车和声学包部件的基础上通过试验进行的，但真正更有价值的方法是如何在设计的早期阶段就具备开发声学包部件的能力，即通过使用分析工具根据整车级目标定义对声学包部件的要求和需要达到的指标。
统计能量分析作为处理中高频声学分析的方法已成功应用于乘用车声学包的开发设计和优化过程中。
3 声学包开发流程3.1 标杆车解析包括标杆车不同工况下车内声响应的测试、各工况下车外声载荷分布测量、声学包分布特征解析、各种声学部件的材料和物理属性的测定、车身不同位置金属材料属性和厚度确认、基于标杆车的整车开发目标定义。
声学实验技术的声场调试与优化方法
声学实验技术的声场调试与优化方法voice field calibration and optimization methods of acoustic experimental technique 引言：声学实验技术在科学研究和工程应用中起着重要作用。
然而，由于实际环境的限制和设备的限制，声学实验中存在着各种声场调试和优化问题。
如何有效地解决这些问题，提高实验结果的准确性和可靠性，成为了声学实验技术研究的热点之一。
本文将介绍一些声场调试与优化的方法和技术。
一、声场调试技术1.1 声源位置校准在声学实验中，准确定位和定位声源是非常重要的。
声源位置校准是为了校正声源的位置，使其与实验设计的要求相符。
常用的方法有几何法、时间差法、全向麦克风阵列法等。
其中几何法是根据声源到麦克风的距离和角度关系来确定声源位置的方法。
时间差法是通过测量声音在不同麦克风处的传播时间差，来计算声源位置。
全向麦克风阵列法则是将多个麦克风组成一个阵列，通过相位差信息计算出声源的位置。
1.2 声源频率校准声源频率校准是为了保证声源产生的声音频率与设定频率一致，以确保实验结果的准确性和可靠性。
常用的方法是利用声音传感器或频谱仪进行测量和校准。
通过对声音频率进行校准，可以纠正由于设备本身的漂移或误差导致的频率不一致，从而保证实验结果的可靠性。
1.3 声场分布均匀性校准声场分布均匀性校准是为了保证声场的分布均匀，以减小实验误差。
常用的方法是利用声音传感器对各个位置的声音进行测量和校准。
通过校准，可以发现并修正由于声源或设备位置不准确、房间结构等因素导致的声场分布不均匀的问题，从而提高实验结果的准确性。
二、声场优化方法2.1 声场性能优化声场性能优化是指通过调整声场的参数和属性，提高声场的性能和效果。
常用的方法有声学衰减材料的应用、反射板的设置、腔体几何结构的优化等。
声学衰减材料的应用可以有效地减少噪声和回声，提高声场的清晰度。
反射板的设置可以改变声音的反射路径，增加声场的均匀性和连续性。
船舶声学包设计、优化及应用研究
船舶声学包设计、优化及应用研究随着船舶设计建造水平的不断进步,船舶舒适性受到设计者们越来越多的重视,过大的噪声会严重影响船舶的使用性,因此设计者们提出各种针对船舶舱室的降噪措施,声学包便是解决船舶舱室噪声超标问题的重要手段之一。
这种技术主要应用于汽车及航空航天领域,船舶行业作为这项技术新的适用领域,目前正积极进行相关研究。
本课题基于这个背景,利用数值模拟手段研究声学包的设计、优化和应用。
本文首先研究了材料声学性能评估的数值方法。
提出数值混响室法和数值驻波管法的概念,研究了不同的数值模拟方法(SEA、FEM、BEM、FEM+SEA)在适用对象、频段、及边界条件等方面的异同,在此基础上,提出了一种新的计算材料隔声量的边界元-有限元-统计能量(BEM+FEM+SEA)混合方法,该方法综合了三种方法的优势,能够在全频段保持一定精度,是一种对驻波管实验的有效模拟方法。
在这部分的最后,对上述五种数值方法做以梳理,结合具体算例分析并给出了各种方法的差异和使用建议。
其次,选择有限元-统计能量(FEM+SEA)和统计能量(SEA)两种方法进行声学包的设计和优化。
设计不同类型的声学包作为初始方案,采用遗传算法,以声学包各材料层厚度为变量,隔声量为目标对各方案进行优化。
结果显示,通过不同的变量、约束条件和优化目标的设置组合,可以达到声学包性能优化,重量降低等目的。
但是同时也发现利用两种方法的计算及优化结果存在较大差异,这一点还需要深入研究,文中也给出初步分析结果。
接下来,研究统计能量(SEA)法计算高频舱室噪声面临的两个问题。
其一,工程中以机脚加速度或速度形式给出的主机振动激励在SEA模型难以完全模拟。
对于这个问题,考虑单独将机舱段有限元模型细化,按照测试数据在机脚处施加激励得到与基座相连的船体板有限元单元的平均振速,将该结果作为激励加到SEA模型相应的子系统上。
通过对比其他位置船体板该方法与有限元方法得到的振动速度,表明该方法能够将机脚处的主机振动转化到船体板上,结果较为准确。
商用车驾驶室声学包材料的分析与优化
10.16638/ki.1671-7988.2021.09.038商用车驾驶室声学包材料的分析与优化韩雪，高晓阳，张雷（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西西安710200）摘要：随着社会经济的快速发展，人们对商用车驾驶舱的噪声品质和舒适性方面的要求越来越高。
吸音材料是提升内饰隔音降噪效果的常用手段。
论文针对商用车驾驶室内衬，研究内衬背面分别粘附双组份吸音棉和PET棉的吸音效果，得出在不同频率下，双组份吸音棉和PET棉的优势区不尽相同。
为后续内饰声学包的设计提供了思路和理论依据。
关键词：吸音材料；双组份吸音棉；PET棉中图分类号：U463.8 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)09-130-02Analysis and Optimization of Acoustic Envelop Material for Commercial Vehicle CabHan Xue, Gao Xiaoyang, Zhang Lei（Automotive Engineering Research Institute, Shaanxi Heavy-duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200）Abstract: With the rapid development of social economy, people demand more and more on the noise quality and comfort of commercial vehicle cockpit. Sound absorbing material is a common means to improve the sound insulation and noise reduction effect of interior decoration. For the lining of commercial vehicle cab, the sound-absorbing effect of adhesion of two-component sound-absorbing cotton and PET cotton on the back of liner was studied. It is concluded that the dominant areas of two-component sound-absorbing cotton and PET cotton are different at different frequencies, which provides the thought and theoretical basis for the subsequent design of interior acoustic package.Keywords: Acoustic material; Two-component sound-absorbing cotton; PET cottonCLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)09-130-02引言随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
声学超材料的设计与性能优化
声学超材料的设计与性能优化在当今科技飞速发展的时代，声学超材料作为一种具有独特性能和广泛应用前景的新型材料，引起了科学界和工程界的高度关注。
声学超材料的设计与性能优化成为了研究的热点领域，其在声学控制、噪声消除、声学成像等方面展现出了巨大的潜力。
声学超材料是一类具有特殊结构和性能的人工材料，其声学特性可以通过精心设计的微观结构来调控。
与传统的声学材料相比，声学超材料具有许多独特的优势。
例如，它们能够实现对声波的超常操控，如负折射、隐身、聚焦等，从而为解决许多声学难题提供了新的思路和方法。
在声学超材料的设计中，结构单元的设计是至关重要的。
结构单元的形状、尺寸、排列方式等因素都会直接影响声学超材料的性能。
常见的结构单元包括共振腔、散射体、波导等。
通过合理地设计这些结构单元，并将它们组合成特定的周期性或非周期性结构，可以实现对声波传播特性的有效调控。
以声学超材料中的声子晶体为例，它是由周期性排列的散射体组成的。
当声波在声子晶体中传播时，会由于周期性结构的散射作用而产生能带结构。
在能带结构的禁带范围内，声波无法传播，从而实现了对声波的滤波和隔离效果。
通过改变散射体的形状、尺寸和排列周期，可以调节禁带的位置和宽度，以满足不同的声学需求。
另一种常见的声学超材料是声学超表面。
声学超表面通常由一层厚度远小于波长的结构单元组成，通过巧妙地设计结构单元的相位响应，可以实现对声波的异常反射和折射。
例如，通过在声学超表面上引入梯度相位分布，可以实现声波的聚焦、偏折等效果。
在声学超材料的性能优化方面，数值模拟方法发挥了重要作用。
有限元法、时域有限差分法等数值方法可以准确地模拟声波在声学超材料中的传播过程，帮助研究人员深入理解声学超材料的性能，并为设计优化提供指导。
同时，实验研究也是不可或缺的。
通过实验测量声学超材料的声学参数和性能，可以验证理论设计和数值模拟的结果，并发现实际应用中可能存在的问题。
为了提高声学超材料的性能，研究人员还不断探索新的设计理念和方法。
声学超材料的设计与性能优化研究
声学超材料的设计与性能优化研究在当今科技飞速发展的时代，声学超材料作为一种新兴的研究领域，正引起科学界和工程界的广泛关注。
声学超材料是一种具有特殊声学性能的人工材料，其性能往往超越了传统自然材料的限制。
通过巧妙的设计和优化，声学超材料能够实现对声波的精确调控，为解决声学领域中的诸多难题提供了全新的思路和方法。
声学超材料的设计是一个复杂而富有挑战性的过程。
它需要综合考虑材料的物理结构、声学特性以及应用需求等多个方面。
在设计之初，研究人员首先要明确所需实现的声学功能，例如声波的吸收、反射、折射、聚焦等。
然后，根据这些功能要求，选择合适的材料和结构单元。
常见的结构单元包括周期性排列的孔洞、散射体、薄膜等。
这些结构单元的几何形状、尺寸、排列方式等参数都会对声学超材料的性能产生显著影响。
以声波吸收为例，一种常见的设计思路是利用共振结构。
当声波入射到具有特定共振频率的结构时，能量会被有效地吸收。
通过调整结构的几何参数，可以使共振频率与目标吸收频率相匹配，从而实现高效的声波吸收。
另一种常见的设计方法是基于梯度折射率的概念。
通过逐渐改变材料的声学折射率，实现声波的弯曲和聚焦，从而达到特定的声学效果。
在声学超材料的设计中，数值模拟是一个不可或缺的工具。
有限元分析、时域有限差分等数值方法可以帮助研究人员预测声学超材料的性能，优化设计参数，减少实验次数和成本。
同时，实验研究也是验证设计理论和性能的重要手段。
通过实验测量，可以获取声学超材料的实际声学特性，与数值模拟结果进行对比和验证，进一步完善设计理论和方法。
性能优化是声学超材料研究的另一个重要方面。
影响声学超材料性能的因素众多，包括材料的物理参数、结构的几何参数、边界条件等。
因此，性能优化需要综合考虑这些因素，采用多种优化方法。
一种常见的优化方法是基于参数扫描的方法。
通过系统地改变设计参数的值，计算对应的声学性能，从而找到最优的参数组合。
然而，这种方法往往计算量较大，效率较低。
声学超材料的设计与优化研究进展
声学超材料的设计与优化研究进展在当今科技迅速发展的时代，声学超材料作为一个新兴领域，正引起科学界和工程界的广泛关注。
声学超材料是一种具有特殊声学性能的人工材料，其设计和优化是实现其优异性能的关键。
本文将详细探讨声学超材料的设计与优化研究的最新进展。
声学超材料的概念最早出现在 20 世纪末期，它打破了传统材料对声波传播的限制。
通过巧妙设计材料的微观结构，声学超材料能够实现对声波的调控，如负折射、隐身、聚焦等新奇的声学现象。
这些独特的性能为解决声学领域的诸多难题提供了新的思路和方法。
在声学超材料的设计方面，研究人员采用了多种策略。
其中，周期性结构设计是一种常见的方法。
通过周期性地排列不同特性的材料或结构单元，可以形成具有特定声学带隙的超材料。
例如，将金属和橡胶交替排列的周期性结构，可以有效地阻挡特定频率范围内的声波传播。
另一种重要的设计思路是基于局域共振原理。
在这种设计中，引入具有特定共振频率的微小结构单元，当声波作用于这些单元时，会产生强烈的共振响应，从而实现对声波的调控。
例如，在弹性基体中嵌入质量块和弹簧组成的共振单元，可以在特定频率下实现声波的衰减或增强。
此外，还有基于拓扑优化的设计方法。
拓扑优化是一种根据给定的性能目标和约束条件，自动确定材料最优分布的方法。
在声学超材料设计中，通过拓扑优化可以获得具有复杂形状和最优声学性能的结构。
在声学超材料的优化方面，研究人员也取得了一系列重要成果。
优化的目标通常包括提高声学性能、降低材料成本、减小结构尺寸等。
为了实现这些目标，采用了多种优化算法，如遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。
遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法。
它通过模拟自然选择和遗传变异的过程，逐步搜索最优解。
在声学超材料优化中，遗传算法可以用于优化结构的几何参数、材料属性等，以获得更好的声学性能。
模拟退火算法则是一种基于热力学原理的随机优化算法。
它通过在搜索过程中引入一定的随机性，避免陷入局部最优解。
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岩棉： Elastic frame
力学性能参数
Poros-Elastic：需要知道力学参数
– 杨氏模量（体积模量）
–
–
泊松比
内损耗因子
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力学性能测试
准静态测试方法(No Std)
– 机械阻抗和侧向变形
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力学性能测试
准静态方法
– 有限元静力学仿真：任意确定一个弹性模量和损耗因子，选择不同的泊松比计算，可以获得 T
随泊松比变化的函数
– 利用试验测试获得的 T 和仿真的结果可以得到材料的泊松比
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力学性能测试
准静态方法
Weight
Cost
A balanced Solution
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Part2
声学包开发的内容
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整车NVH开发流
标杆研究
指标设定/分解
NVHCAE/DVP验证
样车调校
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声学包开发的意义
Airborne Noise
Structure-borne Noise
声学包解决方案
动力传动系噪声源
Wind noise
传动系统通过车身/底盘的传播
路面/底盘噪声源
路面/底盘通过车身的传播
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声学包开发的意义
Space
Noise Performance
整车声学包设计
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声学包模型开发
SEA 模版模型
– CAD/FE 输入
材料数据库
–
– – – –
各向同性材料：密度，弹性模量，泊松比，阻尼损耗因子
各向异性材料：密度，弹性模量，泊松比，阻尼损耗因子 多孔吸声材料：吸声系数/表面阻抗，孔隙率，流阻、弯曲率，温度特征长度，粘滞特征长度 阻尼材料：密度，阻尼损耗因子，弹性模量，泊松比 质量材料：面密度 or IL or TL
2016/7/1
声学包开发流程
标杆研究
指标设定/分解
NVHCAE/DVP验证
声学包设计及验证
• 整车声学包模型
– – FEM/CAD BOM/材料参数
样车调校
•
声学包模型验证
– – – 现场TL测试 Ideal load测试 Real Load测试
•
声学包设计开发
– 满足目标性能 的声学包开发
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– FEM/CAD
–
隔声材料性能
–
–
中控台传递损失
…
–
BOM/材料参数 •
•
子系统性能对标
– – 面板子系统 座椅等子系统
•
声学包模型验证
– – 现场TL测试 Ideal load测试
•
发动机舱/乘客舱吸声 系数
– – – 舱盖吸声性能 顶衬吸声性能 门吸声性能
–
材料类型/厚度
•
整车性能对标
– – 语音清晰度 面板贡献量
α 混响箱
ISO 354 / ASTM C423 要求样本太大，由SAE 声学材料委员会主持研究标准的小样本 混响室测试 相当于ISO 354 / ASTM C423混响室体积的1/10 （甚至更小），每个混响箱须利用标 准混响室进行标定 利用脉冲响应法及施罗德原理
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声学包开发流程
标杆研究 声学包对标测试
• 材料性能对标
– 吸声材料性能
指标设定/分解 声学包指标设定及分解
• 地板/车门等TL
– 地毯传递损失
NVHCAE/DVP验证
样车调校 声学包调校及优化
• • 密封性能检测 NPA分析 声学包优化
– – 声学性能 成本/重量/尺寸
声学包设计及验证
• 整车声学包模型
几何物理参数测试
Inverse method：遗传算法，最小价值函数解
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几何参数测试
analytical inversion method
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多孔吸声材料分类
材料拓扑分类
部件子系统优化
发动机舱、顶衬、后备箱等吸声性能设计
Headliner Trim Absorption
Absorption, Sabine/m^2
NHeadliner_WithFelt_v3 NHeadliner_WithFelt_v2 NHeadliner_WithFelt_Baseline
Frequency (Hz) 23 copyright T&S Technology -2012
• 地板/车门等TL
– – – 地毯传递损失 中控台传递损失 …
NVHCAE/DVP验证
样车调校
•
发动机舱/乘客舱吸声 系数
– 舱盖吸声性能
–
– –
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顶衬吸声性能
门吸声性能 …
声学包指标设定与分解
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整车状态下的NPA分析，明确关键传递路径
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声学包设计与验证
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部件子系统优化
地板、火墙等板件传递损失优化 密封、填充等传递损失优化
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
整车性能对标
– – 语音清晰度 面板贡献量
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材料性能测试
吸声系数测试
– 法向入射吸声系数
–
无规入射吸声系数
传递损失测试
– – 驻波管法 试验室法
阻尼材料测试
– – Oberst 方法 SAE 方法
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总结
整车NVH开发流程中的声学包开发工作包括：
– 对标测试：吸声、隔声、阻尼，质量、密度，空间分布、贡献量，声源级等等，关键制定合理
的测试方案
– – – 指标分解： CAE分析：SEA模型、材料物性参数测试、声源特性参数、NPA、制定优化方案 实车调教：实车NVH测试、检漏测试、部件子系统优化等
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几何物理参数
Flow resistivity：流阻，气流流过结构的阻力，定义为
其中 Δ p 为气流流过材料的压力损失
Vairflow 为气体流量，d为材料厚度
测试标准：EN 29053 std (ISO European std)
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几何物理参数
Open Porosity：开孔孔隙率，材料内部流体体积与材料总体积的比值
定义：
闭孔孔隙率为零
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几何物理参数测试
开孔孔隙率测试（No Std）
– 利用理想气体恒温压缩（玻意耳定律）
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吸声系数测试方法和标准
混响室法： ISO 354/GB T20247/ASTM C423《声学 混响
室吸声测量》，测量结果为无规入
射吸声系数 驻波管法：ISO 10532/ASTM E1050/ASTM C384，测量结果为法 相入射吸声系数
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– Rigid Frame：结构远远强于内部气体，如聚合物纤维、穿孔板等
–
–
Limp：材料密度与内部气体密度相当，结构非自支撑，多是纤维类
Elastic frame：结构与内部流体相互作用，如岩棉
聚合物纤维：Rigid Frame
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软玻璃纤维：Limp
几何物理参数
Tortuosity：弯曲率，无量纲量，描述流体流过材料路径的弯曲程度
定义：
其中，v 为流体流速，V 为均一体积 测试方法（No Std）：电学方法
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几何物理参数
Viscous characteristic lengths：粘滞特征长度
车辆声学包开发技术
材料、设计及优化
杨勇 大友科技北京总部
报告内容
Part1 声学包开发的意义 Part2 声学包开发的内容 Part3 声学材料性能测试方法 Part4 声学包开发 CAE 方法 Part5 应用开发实例