會(huì)議2014lms年會(huì)集virtual lab基于Virtual分析周期加筋及條形阻尼

基于Virtual.lab分析周期加筋及條形阻對(duì)薄板聲輻射特性的影,飛(省汽車結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲控制工程中心，件ita.a薄Discussiononeffectofacousticradiationperformanceoftestructurewithstiffenersanddamstrips:Byusingfiniteelementmethodandboundaryelementmethod,simulationcalculationofthetebasedondifferentstiffenersanddamstripsisperformedinthispaper.Theresultsshowsthatthetebasedonbiaxialanduniaxialstiffeners,candecreasethemodaldensityofthestructureandreducethelowfrequencystructureacousticradiationeffectively,,butdon'thaveaneffectonhighfrequencystructureacousticradiation;thetebasedonbiaxialanduniaxialdamstripscanreducethestructuralacousticradiationinthewholefrequencyband,butduetothesmallstiffness,theeffectivenessofreducingthelowfrequencystructureacousticradiationislimited;butforthetebasedonstiffeneranddamstrips,thenoisereductioneffectismostobvious.:testructurewithstiffener;damstrips;acoustic引對(duì)于降低薄板輻射噪聲比較典型的處理方式包括加筋和敷設(shè)自由阻尼層。由于薄板結(jié)構(gòu)抗彎特性差，實(shí)際工程中常采用加筋的處理方式來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度和抗彎特性。最早開始研究薄板單向周期加筋結(jié)構(gòu)的英國南安普頓大學(xué)D.J.Mead分析了周期加筋板的固有頻率，以及振動(dòng)響應(yīng)，驗(yàn)證了周期性結(jié)構(gòu)中存在獨(dú)特的通帶和禁帶現(xiàn)象[1]。之后，Mead和Bardell將二維周期性結(jié)構(gòu)按兩個(gè)單獨(dú)的周期結(jié)構(gòu)處理，研究了波在二維周期加強(qiáng)筋的圓柱殼中中特性[2]通訊作者:，E-mail:tianfeng_12345@163

在波數(shù)域上求解具有相同加強(qiáng)筋平板在集中力作用下的聲輻射問題，得到輻射聲壓是由無限大光板在集中力作用下產(chǎn)生的輻射聲和加強(qiáng)筋所形成的輻射聲共同組成，并揭示出加強(qiáng)筋平板輻射聲機(jī)理[3]。金葉青建立了一種分析水中簡諧點(diǎn)力作用下單向加筋板遠(yuǎn)場聲輻射特性的高效方法，得到了板4oi[5。此后期形結(jié)6一種以及單向和雙向敷設(shè)粘彈性條形阻尼等結(jié)構(gòu)形式筋及條形阻尼結(jié)構(gòu)對(duì)薄板聲輻射的影響尚未有針本文使用有限元和邊界元的方法，從薄板混合加筋及條形阻尼結(jié)構(gòu)形式的角度，計(jì)算了幾種薄板加筋結(jié)構(gòu)及條形阻尼結(jié)構(gòu)的聲學(xué)響應(yīng)。通過數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，表明薄板采用單向加筋及雙向加筋的處理方式，能在低頻頻段內(nèi)有效降低結(jié)構(gòu)聲輻射，但對(duì)于中高頻的結(jié)構(gòu)聲輻射，并沒有降低的作用。而薄板加單向或雙向條形阻尼的處理方式，可以在全頻段內(nèi)降低結(jié)構(gòu)聲輻射，但結(jié)構(gòu)剛度小，其降低聲輻射的效果并不明顯；而薄板采用混合加筋及條形阻尼的處理方式，既能有效降低結(jié)構(gòu)的模態(tài)密度，同時(shí)還能有效地削弱模態(tài)頻率處的聲學(xué)響應(yīng)峰值，其降噪效果比較理想。計(jì)算方設(shè)4點(diǎn)簡支的薄板在簡諧點(diǎn)力作用下，在外部空氣介質(zhì)中產(chǎn)生的輻射聲壓為p，不考慮流體與結(jié)構(gòu)之間的耦合作用。p滿足Helmhotz微分方程、annSommerfeld輻射條件

響應(yīng)分析得到的節(jié)點(diǎn)位移值作為聲學(xué)分析的結(jié)構(gòu)位移邊界條件，采用邊界元法進(jìn)行聲學(xué)仿真計(jì)算，具體的分析流程如圖1。Fig.1Calculation1邊界元仿真計(jì)算過有限元模型的建以薄板混合加筋及條形阻尼為研究對(duì)象，分2pk2pp

沿板寬方向周期分布4條。各模型結(jié)構(gòu)如2所示lim[r( ikp)] r 其中：ρ為空氣密度，k為波數(shù)，w為激勵(lì)的圓頻率，c為聲音在空氣中的速度，r為結(jié)構(gòu)表同時(shí)，其結(jié)構(gòu)的輻射聲功率為1 W a薄板單向 2由于場點(diǎn)聲壓值只能表征結(jié)構(gòu)振動(dòng)對(duì)外部聲場某一場點(diǎn)的輻射情況，與場點(diǎn)位置存在密切關(guān)系，因此，僅對(duì)比部分場點(diǎn)的聲壓值來反映整體結(jié)構(gòu)的輻射情況存在很大的局限性；結(jié)構(gòu)輻射聲功率為單一的全局變量，表征的是不同頻率下結(jié)構(gòu)表面的向聲場輻射聲能量的變化趨勢。因此，本文主要采用結(jié)構(gòu)輻射聲功率作為聲學(xué)評(píng)價(jià)參數(shù)。數(shù)值仿真計(jì)算主要通過ANSYSVirtual.lab振動(dòng)位移響應(yīng)，并將在ANSYS中提取的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格Virtual.labAcoustics模塊中，分別作為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和聲學(xué)網(wǎng)格，以ANSYS諧

b薄板雙向加c薄板敷設(shè)單向條形阻d薄板敷設(shè)雙向條形阻e薄板橫向加筋及塊狀阻f薄板縱向加筋及塊狀阻

和聲學(xué)特性的影響，分別對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，計(jì)算了各結(jié)構(gòu)的聲學(xué)響應(yīng)，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。.1模態(tài)是結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每階模態(tài)具有特定的固有頻率和模態(tài)振型，通過模態(tài)分析可以得到各個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率和振型。由于對(duì)振動(dòng)響應(yīng)占主導(dǎo)作用的是低階模態(tài)，因此，僅求解各結(jié)構(gòu)的前10階固有頻率，表2為模態(tài)分析結(jié)果。模薄單向加模薄單向加形阻雙向加形阻橫向加筋塊狀阻縱向加筋塊狀阻123456789 筋 粘彈性阻尼圖2各結(jié)構(gòu)模型示意圖圖中，薄板的長度為0.8m，寬度為0.6m，厚條形阻尼的寬度為0.005m，厚度為0.005m

由表2可見，在0—

Hz的頻段內(nèi)元模型基于有限元分析軟件ANSYS建立，網(wǎng)格整體尺寸為0.002m。薄板4個(gè)角點(diǎn)簡支的約束方式，在板上(0.3m，0.004m)的位置施加幅值為5N3中所示，相應(yīng)結(jié)構(gòu)的材料屬性如表1所示。1材料參彈性模量3有限元結(jié)構(gòu)示意數(shù)值計(jì)算結(jié)果及建立了薄板加筋和條形阻尼等6種不同處理方

有10分別僅有6階和3階模態(tài)。薄板加單向條形阻尼以及雙向條形阻尼雖然也會(huì)改變薄板的結(jié)構(gòu)剛度，但是改變相對(duì)較小。而薄板縱向加筋及橫向條形阻尼與薄板橫向加筋及縱向條形阻尼兩種結(jié)構(gòu)，均能在一定程度上增大結(jié)構(gòu)剛度，減小結(jié)構(gòu)的模態(tài)階數(shù)。而且，薄板縱向加筋及橫向條形阻尼的結(jié)構(gòu)整體剛度更大。 對(duì)圖1中各結(jié)構(gòu)進(jìn)行聲學(xué)計(jì)算，得到各結(jié)構(gòu)的從圖4中可以看出，在0-300Hz的頻段內(nèi)，板采用單向加筋和雙向加筋，其結(jié)構(gòu)的輻射聲能量得到明顯降低，尤其是薄板雙向加筋的結(jié)構(gòu)，其各階模態(tài)峰值均有明顯降低。但是，薄板采用加筋的處理方式對(duì)于抑制中高頻的結(jié)構(gòu)聲輻射，效果并不400-1000Hz加筋處理方式的結(jié)構(gòu)輻射聲功率反而要遠(yuǎn)大于光4輻射聲功率對(duì)從圖5中可以看出，在整個(gè)頻段范圍內(nèi)，薄板采取單向和雙向敷設(shè)條形阻尼的方式均能有效降低結(jié)構(gòu)聲輻射，其中，薄板加雙向條形阻尼的結(jié)構(gòu)能更大程度地削弱結(jié)構(gòu)輻射聲功率在模態(tài)頻率處的峰值。由圖6可見，薄板縱向加筋及橫向條形的結(jié)構(gòu)輻射聲功率遠(yuǎn)低于薄板橫向加筋及縱向條形阻尼，例如在780Hz的頻率下，薄板縱向加筋及橫向條形的結(jié)構(gòu)輻射聲功率數(shù)值要比薄板橫向加筋及縱向條形阻尼小14dB，這主要由于該矩形薄板采用縱向加筋的方式會(huì)更大程度地增大結(jié)構(gòu)的彎曲剛

度而由圖7可明顯看出，在0-800Hz的頻段范加雙向條形阻尼的處理方式，由于整體結(jié)構(gòu)剛度本文從薄板加筋及條形阻尼在實(shí)際工程運(yùn)用的角度，對(duì)薄板多種加筋及條形阻尼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模，探討了各結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析，得到了如下結(jié)論：薄板單向加筋及雙向加筋的處理方式能有效增大結(jié)構(gòu)剛度，降低結(jié)構(gòu)的模態(tài)密度，但在中高頻段范圍內(nèi)，并不能起到降低結(jié)構(gòu)聲輻射的作用；薄板加單向條形阻尼及雙向條形阻尼的處理方式，均能很大程度地減小結(jié)構(gòu)的輻射聲能量，但是整體結(jié)構(gòu)剛度較小，對(duì)降低結(jié)構(gòu)聲輻射的效果有限；薄板采用混合加筋及條形阻尼的處理方式，既能有效降低結(jié)構(gòu)的模態(tài)密度，同時(shí)還能有效地削弱模態(tài)點(diǎn)處的聲學(xué)響應(yīng)峰值，其對(duì)于降低結(jié)構(gòu)聲輻射的效果明顯。參考文1]剛,周 , , , .周期阻尼結(jié)構(gòu)低頻帶隙的研究應(yīng)用.拖拉機(jī)與農(nóng)用車[J].2012391);2629. , ,計(jì)方, , .多級(jí)阻振質(zhì)量阻隔振動(dòng)波的遞特性研究[J].20092895);321-329 , , .多個(gè)阻振質(zhì)量抑制結(jié)構(gòu)聲的傳遞.交通學(xué)學(xué)報(bào)[J].200337(8);12051208 , , .阻振質(zhì)量抑制結(jié)構(gòu)聲的傳遞.交通大學(xué)報(bào)[J].200337(8);12011204QiangyongWang,YouminLu,XianzhongWangandXiongliangYao.StudyontheImpedimenttoVibrationWavePropagationfromRigidVibrationIsolationMass.J.MarineSci.Appl2011.10(2011):63-69,楊鐵軍,龍,,,.矩形截面組振質(zhì)量隔振效Z.G.Zhao,Q.B.Huang,Z.He.CalculationofsoundradiantefficiencyandsoundradiantmodesofarbitraryshapestructuresbyBEMandgeneraleigenvalue position.J.AppliedAcoustics2008.69(7)聯(lián)系人：地址：省市武昌區(qū)工業(yè)大學(xué) 箱基于聲傳遞向量的車內(nèi)綜合聲場板件聲學(xué)貢獻(xiàn)分析及1周鋐1（1.同濟(jì)大學(xué)新能源汽車工程中心，在應(yīng)用聲傳遞向量技術(shù)對(duì)某客車的車內(nèi)噪聲進(jìn)行板件聲學(xué)貢獻(xiàn)分析中提出了引入特征頻率計(jì)權(quán)振動(dòng)抑制是降低車內(nèi)低頻噪聲的有效。Alabama大學(xué)的Teik.C.Lim基于有限元法PK個(gè)有限單元振動(dòng)引起的聲壓的矢量疊加。那KPATVj()ve,jj

(P)P*

根據(jù)聲傳遞向量法對(duì)某客車在70km/h粗糙路面行駛工況下進(jìn)行板件聲學(xué)貢獻(xiàn)分析。為試驗(yàn)在半消聲室內(nèi)的比利時(shí)路面底盤測功機(jī)上進(jìn)行，采用公司SC305系統(tǒng)量噪聲，由分Test.Lab計(jì)算A計(jì)權(quán)噪143Hz75Hz188Hz第五1內(nèi)場點(diǎn)噪聲自1車身模型主要材料2身模型板件劃分示意力（4）作為模型的載荷輸入采用Virtual.Lab軟件計(jì)算聲傳遞向量后得到各特征頻率5駕駛員場點(diǎn)各特征頻率下歸一化板件貢 (Pc)Total(Ni(Pc)i,N N (Pc)Total(Pc)i,N為所該權(quán)重系數(shù)可根據(jù)在場點(diǎn)N處的主要特征頻率總聲壓響應(yīng)占所有場點(diǎn)聲壓響應(yīng)總和比例的大小而確定，N可表示 DN DN n

i1 mD1,iD2,i Dm,i DN,i N1i1m式（4）266場（ResponseSurfaceMethod,RSM）能夠很好地解決目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)變量之間一般地，系統(tǒng)的響應(yīng)量y與設(shè)計(jì)變量(x1,x2,…,xk)可以表示成yg(x1,

,xk)

通過有限樣本點(diǎn)而得的系統(tǒng)函 f(x1,x2,…,xk)也可寫為,xk)yf(,xk) y0ixiiixi2ijxixj i如圖7所示。7應(yīng)面法優(yōu)化流程以關(guān)鍵板件的單元最大振速vn以及阻尼復(fù)合板件的一階模態(tài)頻率作為響應(yīng)面模型的xt10.8,xt2 表3設(shè)計(jì)變量初始 表4中心組合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量取2--3004119個(gè)數(shù)值仿真樣本點(diǎn)進(jìn)行回歸分尼層，設(shè)置其彈性模量為71MPa，密度1200kg/m3，泊松比為0.45，阻尼材料的損耗因子取常0.870km/h20~300Hz9vn和41--22-1431-2411450036-03720380-902

1n?(XTX)1 1n

,x,x2,xx

,x20 ?

1 x1i xniyi?1

k?(XX Xy y, , kk k

x2n

i1niv31.132.34x1.53x1.07xx0.21x21.14x2 1 29.146.84x0.77x0.54xx1.46x20.21x 1 （x1,x2）進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并與響應(yīng)面模型的計(jì)算結(jié)果相比較并計(jì)算偏差，結(jié)果如表5和6所示?？梢钥闯觯Y(jié)果偏差都在3%以內(nèi)，證實(shí)響應(yīng)面模型能較反映阻尼復(fù)合板件的響x1

-

7件一階模態(tài)頻率數(shù)值計(jì)算與響應(yīng)面計(jì)算結(jié)x1

-

圖8板件振速響應(yīng)面模 圖9一階模態(tài)頻率響應(yīng)面模0.8mm，8.1kg1.267m2，一minf(x)minvn xx1, 32.7m12.151xi i1,

minv(x,x)31.132.34x1.53x1.07xx0.21x21.14x 1 29.146.84x0.77x0.54xx1.46x20.21x2

x1.2xx

1

11

令初始值x1=0，x2=0，優(yōu)化 x1 x t1tt2vn=29.7625mm/s。這就是考慮了板件一階模態(tài)以及板件質(zhì)量約束條件下的厚度最優(yōu)組合a)實(shí)車試驗(yàn)采用的阻尼 b)左后頂圍阻尼處理區(qū) c)實(shí)車阻尼鋪10車方案實(shí) NNmP2N)

() 其中Psyn為車內(nèi)多場點(diǎn)的綜合噪聲指標(biāo)；PN()為場點(diǎn)N的噪8板件優(yōu)化前后個(gè)特征頻率下車內(nèi)噪聲變

[2]TeikC.Lim.AutomotivepanelnoisecontributionmodelingbasedonFiniteelementandmeasuredstructural-acousticspectra[J].AppliedAcoustics,60(2000),505-519.[3]，軍著．汽車噪聲的預(yù)測與控制[M]．：同濟(jì)大學(xué)[5]周鋐等.車身板件振動(dòng)聲學(xué)貢獻(xiàn)分析與優(yōu)化.機(jī)械工程學(xué)報(bào)[J]，2010，Vol.46,No.24:96-[7]，東，等 [J].2008,Vol.42,No.8:1254-，.響應(yīng)面法的理論與應(yīng)用.民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版[J]2005（03236-RouxW.J.,StanderN.,HaftkaR.T.ResponseSurfaceApproximationsforStructuralOptimization.IntJNumerMethodsEng[J],1998,3(42):517-534.周.穩(wěn)健設(shè)計(jì)[M].：機(jī)械工業(yè)邱秩兵.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理[M].：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，.最優(yōu)化方法 實(shí)現(xiàn)[M].：化學(xué)工業(yè)，2005：78-：聲納平臺(tái)區(qū)聲學(xué)特性的數(shù)值仿真研究,，（中國船舶重工公司第七一〇，宜昌摘采用有限元-/3-：聲納平臺(tái)；有限元；邊界元號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼theAcousticCharacteristicof (The710ResearchInstituteofCSIC,Yichang443003,：ThemethodcombiningFEM-BEMwithexperimentalmethodisusedtostudytheacousticcharacteristicofasonartformundermechanicalexcitation.Firstly,inordertoverifythevalidityofthemethod,themethodofFEM-BEMisusedtocalculatetheinnersoundfieldofasphericals;thenthemodelofsonartformstructureisbuiltandcalculated,thedistributioncharacteristicofinnersoundfieldandthe1/3octavefrequencyspectrumofmeansquaresoundpressureareobtained;andthentheexperimentiscarriedout,finally,thenumericalsimulationresultsandexperimentalresultsarecompared.Thestudyshows:themethodofFEM-BEMisvalidtoyzetheproblemofthenearfieldacousticradiationofaclosedstructureconsideringthecouplingofstructureandsoundfield;thetheoreticalsimulationresultsofinnersoundfieldofsonartformshowagreementwiththatofexperiment;theratioofthemeansquaresoundpressureoftheinnersoundfieldtomeansquarevibrationvelocityofthestructurepresentsthemeanacousticcharacteristicforaparticularstructure,andcanbeusedtoyzeandcomparetheresultsofsimulationandexperiment.：sonartform;FEM;BEM;acoustic此已有一定的研究。Gargouri應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法（波分解法WDM和波疊加法ISM）對(duì)聲納平臺(tái)區(qū)的作者簡介：(1988-),男,,助理工程師,研究方向?yàn)樗潞?/p>

最后用解方法的果進(jìn)行證。郭等有限元法計(jì)算激勵(lì)下的聲納平臺(tái)區(qū)各部分結(jié)構(gòu)的均方振，用經(jīng)算各分射系，[4, 1有限元和邊界元的原

r在S PCPDV nPCA1BDV（6）n2MiCK C AD

CDA A

d 質(zhì) 時(shí)，由波動(dòng)方程可以得到Helmholtz微分方 x表示邊界元模型表面的未知基本變量，CAD2pk2p C是耦合矩陣，F(xiàn)表示結(jié)構(gòu)機(jī)械載荷，F(xiàn) 窮遠(yuǎn)處還滿足Sommerfeld輻射條件。 pr Gr,r

方法驗(yàn)針對(duì)結(jié)構(gòu)和聲場的耦合問題，采用基于Gr,r Qpr

Q s s

prpr

rErSrI

ANSYS厚度為0.01m，采用鋼材料，其楊氏模量為

內(nèi)部；vnS上的法向振速；當(dāng)rSp(r)1/2表示結(jié)構(gòu)表面光滑。r在S面上，有如下關(guān)系：

1N立結(jié)構(gòu)有限元和流體邊界元模型，將兩者耦合起 APBV sysnoise有限元 其中，P、V分別為源面上聲

24.2用復(fù)合板理論進(jìn)行計(jì)算，具體見下面的（8） D D

'a'c 1212 圖1FEM-BEM法與解析法的比較結(jié) 橫坐標(biāo)：圓周上歸一化角度(范圍：0~180度

'233 '2hh1323 聲納平臺(tái)的仿真

1ah 222 22

h 1a h

E1E12

0.34m3中紅色標(biāo)示的區(qū)???????????????? ??5 3聲納平臺(tái)區(qū)模型俯視4聲納平臺(tái)區(qū)模型建模示意

式中，h1和h2分別表示兩彈性板的厚度，E1合板等效剛度，D1為基板剛度。在底板背部的肋交叉位置施加1N的力，5所示。其中每個(gè)激勵(lì)對(duì)應(yīng)一種激5機(jī)械激勵(lì)源在聲納平臺(tái)上的激勵(lì)位0.26m，平面距離底板的高度為0.1m。3(a) 6工況一不同頻率下內(nèi)聲場場點(diǎn)的聲壓云聲壓級(jí)聲壓級(jí)

和接收系統(tǒng)，如圖8所示。1、2、3分結(jié)果作一定的處理，這里將底板上的均作為如下圖9，其中縱坐標(biāo)表示的是相對(duì)聲壓級(jí)。

工況一工況二

中心頻率7不同工況均方聲壓頻譜

2000Hz的聲壓是整實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

中心頻率工況實(shí)驗(yàn)值激激激激激激激激激激激激激激激激激激激激 中心頻率工況激激激激激激激激

8機(jī)械激勵(lì)實(shí)驗(yàn)測量系 4

實(shí)驗(yàn)值 中心頻率工況9實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果對(duì)

源，空間均壓與均之比這種形式反映出參考文獻(xiàn)GargouriY.，etc..Astudyofmethodofcharacterizingtheeffectofinternalnoisesourceonsubmarineflankarrays[J].AppliedAcoustics，1998，53(4):349-3679可以看出，在工況一和工況三下，聲納平臺(tái)區(qū)模型的相對(duì)聲壓實(shí)驗(yàn)值與仿真值在250Hz處三種工況下250Hz處的相對(duì)聲壓仿真值比實(shí)驗(yàn)值250Hz2000Hz頻段，其他大部分頻段聲納平臺(tái)區(qū)底部不同位置的機(jī)械激勵(lì)下內(nèi)部均

聲散射 [3]郭，駱東平，，等.潛艇首部聲吶平臺(tái)區(qū)低頻自噪聲預(yù)報(bào)方法[J].[4].敷設(shè)聲學(xué)材料的聲吶平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲輻射計(jì)算分析[J].聲學(xué)與電子工程，2010(4):8-12.[5]，，.半球形聲納導(dǎo)流罩空腔內(nèi)部聲場分析[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2010(3):71-72,75.[6].結(jié)構(gòu)振動(dòng)與聲輻射[M].哈爾濱：哈爾濱工程 省宜昌市勝利三58 51，王凡（1.中信建筑設(shè)計(jì)研究總院第四設(shè)計(jì)院,摘要：隨著社會(huì)的高速發(fā)展，人們對(duì)于建筑內(nèi)聲環(huán)境的要求日益提高，聲品質(zhì)這一概念正應(yīng)用于越來越多的復(fù)ACOUSTICQUALITYRESEARCHANDMODIFICATIONOFCOLOSSALSPACE——CASEOFA5000HUGEBANQUETHALLHanMengtao1，Wang（1.DesignInstituteIV,CiticGeneralInstituteofArchitecturalDesignandResearchCo., 2.SpecialEquipmentStudio,CiticGeneralInstituteofArchitecturalDesignandResearchCo., .,Wuhan430013, paniedbyarapiddevelopmenttheeconomyandhumanbeings’increasingrequirementofinneracousticenvironment,acousticqualityisconsideredinmorecomplexarchitectures,notlimitedtoentertainmentarchitecturessuchasodiumortheatres.Acousticdefectsprobablyexistinthesesuchhugeinnerspaceifanaccurateanddetailedacousticdesignisnotcarriedout.Inthispaperacousticqualityofa5000㎡hugebanquethallinWuhanisresearchedandsimulatedwithcomputerwhichisalsoconfirmedwithafieldmeasurement.Lateraneconomicalmodificationnisproposed.Thisstudyisobviouslysignificantforresearchanddesignpracticeofunconventionalarchitectureswithacousticqualitydemand.Keyword:acoustics;modificationofacousticquality;acousticsimulation;colossalspace

表一Tab.1Reverberationcharacterofmainabsorptionmaterialsusedinthehall吊 墻 地吸 12mm包門包門筆者宴廳部行混響（測得該宴會(huì)廳的空?qǐng)龌祉懬€T60及據(jù)此推算出 的 滿 場 混 響 曲 線 如

Fig1.MeasurementofreverberationinthebanquetFig2.Reverberationcurvesofmeasurementand1宴會(huì)廳混響時(shí)Fig3.Computeracousticmodelofthebanquethall3為例，1m高度平面大部分區(qū)域混響時(shí)間在3-5s之間，個(gè)別區(qū)域(如兩個(gè)線陣列音箱聲相等處)甚至達(dá)到了10s。該混響分布大在0.5-0.6左右，清晰度為一般(FAIR)。總廳的語言清晰度較差(POOR)[3]41m高度平面混響時(shí)間(RT60)分Fig4.Reverberationdistributionon1m-heightFig5.STIdistributionon1m-height6型測點(diǎn)頻響曲線（上：正中；下：正中偏右Fig6.Frequencyresponsecurveofspecific圖6顯示了隨時(shí)間變化(橫軸)測點(diǎn)接收到

0-50ms內(nèi)接收到的聲能。圖中清晰反映了每個(gè)測點(diǎn)不到10%的聲能在50ms以內(nèi)獲50ms之后獲得，故回聲現(xiàn)象較為嚴(yán)重。7從圖9顯示的兩周構(gòu)造混響時(shí)間的縱向剖面看，由于本案較高，藻井構(gòu)造主要改善7頂?shù)膶?shí)物與剖Fig7.CeilingconstructionanditsFig8.RT60horizontaldistributionbydifferentceilingconstructions(left:caisson;right:flat)9RT60垂直分布的影Fig9.RT60verticaldistributionbydifferentceilingconstructions(above:caisson;below:flat)觀隔聲量為Rw’(C;Ctr)=46(-1.9;-5.1)dB，理論的頂部和底部由于施工誤差原因，導(dǎo)致存在（2空間開4個(gè)吸頂音箱額定聲功率級(jí)為10活動(dòng)隔斷及其縫Fig10.ActivepartitionsandFig11.Acousticenergypassingthroughgapsof

： [1].觀演建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)展研究[D].,，朔，，等.語言清晰度客觀評(píng)價(jià)方法——對(duì)IEC60268-16(4.0版,2011.6規(guī)范的解讀[J].電聲技術(shù).2012(05):40-45.一體式排氣凈化性能分(海事大學(xué)商船學(xué)院， ysisofintegratedexhaustpurification:Inordertoachievethedualfunctionofdieselexhaustpurificationandexhaustnoisereduction,designedtheintegratedexhaustpurificationmuffler,modeledbyUGsoftware,simulatedflowfieldcharacteristicsandsoundfieldcharacteristicbyflowfieldysissoftwareFluentandsoundfieldysissoftwareVirtualLab.Forthe ingoftheoriginaldesign,throughtheimprovementsofthestructure,changesthelengthoftheinletpipe,thelowtemperaturesmaapparatus,thelengthofinsertiontubeinsertedintothethird,anddidthenumericalcalculationofimprovedstructure.Comparedwiththeoriginalmuffler,thepressurelossisabouta40%reduction,thesilencingeffectisgood.:Marinedieselengine;aerodynamicysis;pressureloss;soundfield引本文主要是利用Fluent和VirtualLab軟件對(duì)6135柴油機(jī)凈化進(jìn)行了流場分析和流場仿真結(jié)

圖1排氣凈化簡Fig1Diagramoftheexhaustpurification圖2凈化在截面x=0、y=0處的速度分布云Fig2Contourmapofvelocityatthesectionx=0、 交換主要通過內(nèi)插管進(jìn)行，沿內(nèi)插管流向速度變化比較大，在內(nèi)插管處增大到15.9m/s，流圖3凈化在截面x=0、y=0處的壓力云Fig3Contourmapofpressureatthesectionx=0、圖3為壓力分布云圖，壓力損失包含靜壓和動(dòng)壓的損失，所以此處的壓力的壓力損失是指進(jìn)口總壓值與出口處的總壓值之差[3]。圖4為壓力當(dāng)內(nèi)流速較高時(shí)，氣體在內(nèi)部為充分發(fā)展。壓壓力損壓力損失壓力損失0 10152025303540速度聲場仿真結(jié)

圖4壓力損Fig4Pressurelossofthe

p，p為端入射聲壓，為全反射吸聲條件，即設(shè)置常溫下空氣特征阻抗416.5瑞利。這里主要研究結(jié)構(gòu)本身結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)本身傳遞傳遞損失004008001200160020002400280032003600頻率圖5排氣凈化結(jié)構(gòu)本身的消聲性Fig5Attenuationperformationofthestructureoftheexhaustpurification圖5為計(jì)算所得的傳遞損失曲線，可以看到，此結(jié)構(gòu)在頻率200Hz左右消聲效果改型后的性能分圖6改型后結(jié)構(gòu)示意Fig6Thestructurediagramofmufflerafter壓力損失壓力損失速度圖7壓力損Fig7Pressurelossofthe傳遞損傳遞損失圖8改進(jìn)前后傳聲損失對(duì)Fig8Comparisonofsoundtransmissionlossbeforeandafter聲量有所下降外，其余各個(gè)頻率段內(nèi)的消聲量均有提高。尤其是低頻消聲性能，在800Hz處消聲峰值增加50dB。截面的變化對(duì)低頻的消聲性能影響不大，主要影響較高頻率小TakashiYasuda,ChaoqunWu,NoritoshiNakagawa,KazuteruNagamura.StudiesonanautomufflerwiththeacousticcharacteristicoflowpassfilterandHelmholtzresonator.AppliedAcoustics,Volume74,Issue1,January2013,Pages49-57Min-ChieChiu.Numericalassessmentforabroadbandandtunednoiseusinghybridmufflersandaannealingmethod.JournalofSoundandVibration,Volume332,Issue12,10June2013,Pages2923-.噪聲與振動(dòng)控制工程手冊［M］.:機(jī)械工業(yè)柴油機(jī)DPF設(shè)計(jì)與分究了一款新型的DPF（催化劑），并通過Vritual.Lab有限元聲學(xué)（FEMAcoustic）求解器進(jìn)行了TL（傳遞損失）性能分析；并根據(jù)分析的結(jié)果對(duì)原有的DPF設(shè)計(jì)方案1、前言：部件之間的組成及作用后，提出了DPF的設(shè)計(jì)理念，該設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)的排氣系統(tǒng)提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，具體構(gòu)型如圖1所示。2、傳遞損失定

TL=?10?log（???? 3、新型聲學(xué)性能分析與研

圖2新型基準(zhǔn)構(gòu)、構(gòu)型設(shè)計(jì)及更改研究思路其進(jìn)行分析，具體思路如圖3所示：圖3新型構(gòu)型設(shè)計(jì)思圖4兩種新構(gòu)、TL仿真分析及結(jié)論5FEM6173顯的提升性能，同時(shí)也可以滿足流阻的要求。4、結(jié)論根據(jù)以上關(guān)于DPF的分析及論述，在保證基準(zhǔn)重量和空間尺寸要求的情況可以有效的控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的噪聲，滿足了DPF的設(shè)計(jì)指標(biāo)和流阻的要求。由于1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)TL測試對(duì)比參考文獻(xiàn)：[1]Virtual.LabR12SL1Help雙層殼體舷間振動(dòng)傳遞研：：雙層殼舷間模態(tài)疊號(hào) 引流域流固耦合問題時(shí)需要采用有限元方法。聲學(xué)有限元計(jì)算軟件一般致力于處理結(jié)構(gòu)聲輻射問基本理u

K2M 求解上述方程n個(gè)特征解2,i12,Ln。其中為第i階固有頻率， 第i階固有MK是正交的。采用上述正交性可以將強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)方程從耦合方程[4]為 CTSF

FS F T A式中，S——結(jié)構(gòu)的固有振型（干模態(tài)F——流體的固有振型（聲模態(tài)FS——結(jié)構(gòu)的載荷向量FA——流體的載荷向量算例分厚度均為16mm，內(nèi)外殼間用16mm的板進(jìn)行連接加強(qiáng)，如圖1所示。1213所示。從計(jì)算結(jié)果中可以看到采用模態(tài)疊加法求解得到的結(jié)構(gòu)流固耦合界面上振66加速加速度級(jí)

與模態(tài)疊加求解結(jié)構(gòu)外表面振水下結(jié)構(gòu)（不含舷間水體）（BEM求解水下結(jié)構(gòu)（不含舷間水體）（BEM求解）水下結(jié)構(gòu)（不含舷間水體）（模態(tài)疊加）dB，ref=頻率（H366加速加速度級(jí)

外部流體對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度響應(yīng)的影響干結(jié)水下結(jié)構(gòu)（不含舷間水體）（BEM干結(jié)水下結(jié)構(gòu)（不含舷間水體）（BEM求解）水下結(jié)構(gòu)（不含舷間水體）（FEM求解dB，ref=頻率（H46是三種不同舷間特性下的結(jié)構(gòu)流6中可以看到，當(dāng)舷間介質(zhì)為水介質(zhì)時(shí)，結(jié)構(gòu)表66加速加速度級(jí)066加速加速度級(jí)

舷間介質(zhì)對(duì)振動(dòng)加速度響應(yīng)的影響（激勵(lì)點(diǎn)水下結(jié)構(gòu)（舷間無介質(zhì)）（態(tài)疊加求解）水下結(jié)構(gòu)（舷間空氣介質(zhì)）（FE水下結(jié)構(gòu)（舷間無介質(zhì)）（態(tài)疊加求解）水下結(jié)構(gòu)（舷間空氣介質(zhì)）（FEM求解）水下結(jié)構(gòu)（舷間水介質(zhì)）（FEM求解）dB，ref=頻率（H5舷間介質(zhì)對(duì)于振動(dòng)響應(yīng)的影響（內(nèi)殼激勵(lì)點(diǎn)位置水下結(jié)構(gòu)（舷間無介質(zhì)）（FEM水下結(jié)構(gòu)（舷間無介質(zhì)）（FEM求解）水下結(jié)構(gòu)（舷間空氣介質(zhì)）（FEM求解）水下結(jié)構(gòu)（舷間水介質(zhì)）（FEM解）dB，ref= dB，ref=頻率（H6舷間介質(zhì)對(duì)于振動(dòng)響應(yīng)的影響（外殼上靠近激勵(lì)點(diǎn)位置7是三種不同舷間特性中，結(jié)構(gòu)激勵(lì)點(diǎn)正下方遠(yuǎn)場輻射聲壓的比較。從圖中可以看到，除去66折算至折算至

舷間介質(zhì)對(duì)輻射聲壓的影響）1米處的處處聲處處（dB，ref= ）1米處的處處聲處處（dB，ref=頻率（H7舷間介質(zhì)對(duì)于遠(yuǎn)場輻射聲壓的影響（激勵(lì)點(diǎn)正下方結(jié)300Hz之前高于舷間是水介質(zhì)以及舷間無介質(zhì)情況下的遠(yuǎn)場輻射聲壓，300Hz之后其遠(yuǎn)場輻射聲壓較上述兩種情況小。 ，計(jì)方，，.殼間連接介質(zhì)對(duì)雙層殼聲輻射性能的影響[J].聲學(xué)技術(shù)，2009，28(3):馬廣宗，蔡承德，虞銑輝.船舶振動(dòng)基礎(chǔ)與實(shí)用計(jì)算[M]，人民交通 SYSNOISERevision5.6Users基于邊界元計(jì)算的船舶機(jī)械設(shè)備水下輻射噪聲分析謝志中國艦船研究設(shè)計(jì)中心

摘要：機(jī)械設(shè)備是船舶水下輻射噪聲的主要噪聲源，本文采用有限元（FEM）和邊界元(BEM)聯(lián)合求解的算出艙段結(jié)構(gòu)濕表面結(jié)構(gòu)振動(dòng)位移響應(yīng)，導(dǎo)入邊界元軟件Sysnoise利用直接邊界元方法進(jìn)行計(jì)算，NumericalcalculationofunderwaternoiseradiationfrommachinebyBEMmethodXIEZhi-qiang（NationalKeyLaboratoryonShipVibration&Noise, ShipDevelopmentandDesignCenter,Wuhan430064， 引機(jī)械設(shè)備引起的水下輻射噪聲計(jì)算理論及計(jì)算流程X

nψ ψψ i

為復(fù)模態(tài)ψi為復(fù)振ai為結(jié)構(gòu)的復(fù)模態(tài)質(zhì)量 WRRradυcSσradυ 為船體結(jié)構(gòu)的輻射效率，SrP為υσυσrad聲計(jì)算采用Sysnoise。由于機(jī)械設(shè)備振動(dòng)引起的水下輻射噪聲以中低頻為1艙段的板材結(jié)構(gòu)均采用四邊形（Quad4單元）和三角形（Tria3單元）板單Mass單元，流體采用六邊形體單元（Solid單元MPC單元，隔振器采用Bush單元。艙段有限元模型及流固耦合模型如圖3所示。=7850kg/m3，彈性模量中聲速c=1460m/s,參考聲壓取為1e-6Pa。2機(jī)械設(shè)備激勵(lì)采用某設(shè)備剛性和彈性臺(tái)架測量結(jié)果，測量系統(tǒng)為B&K3560DB&K4513加速度計(jì)，計(jì)算L10 110Li10 10

上式中：La—機(jī)腳各測點(diǎn)振動(dòng)加速度級(jí)能量平均值dBn—機(jī)腳測點(diǎn)Li—各測點(diǎn)振動(dòng)加速度級(jí)，dB級(jí)放大外其他頻率基座振級(jí)都較機(jī)腳振級(jí)低，20Hz-200Hz圖 機(jī)械設(shè)備機(jī)腳平均加速度 圖4電機(jī)彈性安裝機(jī)腳和基座振文采用Sysnoise軟件進(jìn)行計(jì)算。 Sysnoise軟件。除為0，將自由液面定義壓力為0。艙段邊界元計(jì)算模型如圖7所示。計(jì)算時(shí)間相對(duì)較長，本文采用網(wǎng)格插值的方法進(jìn)行擬合，Sysnoise對(duì)于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和聲學(xué)網(wǎng)格之間的插值提供了三種不同的方法（代號(hào)0、1、2），分別針5結(jié)構(gòu)網(wǎng)格插值到聲學(xué)網(wǎng)格示意圖圖6的單機(jī)水下輻射噪聲結(jié)果如圖8中可見除少數(shù)頻率點(diǎn)外彈性安裝的機(jī)械結(jié)

圖7艙段聲學(xué)邊界元模 圖8機(jī)械設(shè)備水下輻射噪聲計(jì)算結(jié)接邊界元法和Sysnoise軟件計(jì)算得到其單機(jī)水下輻射噪聲；SONCINIG，BONETTIE.MethodsandresultinsilencingpropulsionandelectricgenerationsystemsonNATORValliance[A]，UDT'90：461–471.[2]，星等.模態(tài)分析理論與應(yīng)用[M].：交通大學(xué) 市武昌區(qū)64291信箱19分箱，430064ATV、MATV(江淮汽車技術(shù)中心，合肥摘要：車內(nèi)低頻結(jié)構(gòu)噪聲是汽車NVH特性研究的重要內(nèi)容，判斷低頻噪聲的主要來源和降低車內(nèi)低頻噪聲水平對(duì)于控制車內(nèi)噪聲有著重要意義。通過mule車道路試驗(yàn)，3檔全油門加速行駛工況下懸置點(diǎn)的加速度信號(hào)，運(yùn)用聲傳遞向量（ATV）和模態(tài)聲傳遞向量（MATV）技術(shù)，對(duì)車內(nèi)低頻噪聲進(jìn)行預(yù)測仿真，進(jìn)行鈑金貢獻(xiàn)量分析和車身結(jié)構(gòu)模態(tài)貢獻(xiàn)量分析，進(jìn)而預(yù)測對(duì)場點(diǎn)聲壓影響較大的車身結(jié)構(gòu)，基于此提出了降低車內(nèi)噪聲的改進(jìn)意見。：聲學(xué)；低頻噪聲；鈑金貢獻(xiàn)量；模態(tài)貢獻(xiàn)量；virtualysisofLow-frequencyInteriorNoiseofVechiclesBasedonATV&MATVTechniquesWang Li Wang Ma(TheCenterofTechnologyofJianhuai .,,Heifei :Low-frequencyinteriornoiseisimportantcontentsforimprovingtheNVHqualityofvehicles．Predictionandreductionofthemajorsourcesoflow-frequencynoisehaveimportantsignificancefornoisecontrol.Obtainidleand3WOTmountaccerlationsignalthroughmulevehicleroadtest,PanelandmodalcontributionsofthebodystructureswereobtainedbyusingthemethodofATV&MATV,thefieldpointwere yzedaccordingtotheresults.Thisworkhasprovidedatheoreticalreferenceforreductionofinteriornoiseofvehicles．:acoustics;low-frequencynoise;panelcontributions;modalcontributions；virtual引從NVH的角度來看，汽車是一個(gè)由激勵(lì)源、通道、接受體組成的系統(tǒng)，激勵(lì)源主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)、不平路面、輪胎以及空氣的沖擊摩擦作用等，它們產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲經(jīng)過懸架系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)等的放大作用以結(jié)構(gòu)噪聲和空氣噪聲的形式進(jìn)入車室空腔，形成車內(nèi)噪聲，如果這些振源的激勵(lì)接近車身整體或局部的固有頻率。便會(huì)發(fā)生現(xiàn)象，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和噪聲，甚至造成結(jié)構(gòu)破壞。為提高汽車的安全性、舒適性和可靠性．就必須對(duì)車身的振動(dòng)特性進(jìn)行分析，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避開各種振源的激勵(lì)頻率[1]。車內(nèi)低頻（20H以內(nèi)）噪聲主要來自于發(fā)聲等方法消除，所以研究人員大多通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)ule車道路試驗(yàn)，

聲傳遞向量（V）技術(shù)，對(duì)車內(nèi)低頻噪聲進(jìn)行預(yù)測仿真，進(jìn)行鈑金貢獻(xiàn)量分析和車身結(jié)構(gòu)模態(tài)貢獻(xiàn)量分析，進(jìn)而預(yù)測對(duì)場點(diǎn)聲壓影響較大的車身結(jié)構(gòu)?；诖颂岢隽私档蛙噧?nèi)噪聲的改進(jìn)意見。基本理（機(jī)械結(jié)構(gòu)表面處的振動(dòng)）和輸出（聲場中某點(diǎn)處的聲壓）之間建立一種線性關(guān)系，如果將結(jié)構(gòu)表面離散成有限個(gè)單元，這樣在聲場中某點(diǎn)處的聲壓為npATVTV() 式中：ATV傳遞向量（Acousticn3

TransferVector，ATV

()—結(jié)構(gòu)表面法線頻率響應(yīng)分析，運(yùn)用聲傳遞向量（ATV）

TV作為系統(tǒng)的固有屬性，將聲場中某點(diǎn)處的聲壓與模型網(wǎng)格的振動(dòng)速度之間建立起了聯(lián)系，其物理意義可以理解為單元或節(jié)點(diǎn)在特定頻率下的單位速度在場點(diǎn)上引起的聲壓值[2]。由TV進(jìn)一步引申，可以得到TVTV是指考慮到結(jié)構(gòu)模態(tài)后，由結(jié)構(gòu)工作模態(tài)參與因子與場點(diǎn)聲壓之間的一種線性關(guān)系。

了簡化，薄壁板件采用殼單元模擬，Rigid單元模要采用鋼質(zhì)材料,密度ρ=7.8e-9t/mm3,彈性模量E=2.1e+05MPa,泊松比μ=0.3。玻璃密度ρ=2.4e-09t/mm3,彈性模量E=7.1e+04Mpa,泊松比μ=0.2。圖1為整車結(jié)構(gòu)有限元分析模型。uMRSP 式中：u—結(jié)構(gòu)的位移量組成的矩陣；MRSP—由模態(tài)參與因子

圖1整車結(jié)構(gòu)有限元模型 vj n pATVTj MATVT式中：MATVT—模態(tài)聲傳遞向量AcoustcTanferectorTV以理解為單元或節(jié)點(diǎn)在特定頻率下由單位模態(tài)響應(yīng)在聲場中某點(diǎn)處引起的聲壓值。模態(tài)聲傳遞向量與結(jié)構(gòu)的幾何形狀、結(jié)構(gòu)表面的處理、場點(diǎn)的位置、計(jì)算頻率、聲介質(zhì)的物理參數(shù)、結(jié)構(gòu)模態(tài)形狀等參數(shù)有關(guān)[3]。模型建閉空間,在建立有限元模型時(shí)主要考慮了對(duì)聲場影響較大的車身,特別是乘員艙的形狀和尺寸、車身各處板厚、梁的剛度等等。

2聲腔有限元模型低頻噪聲響應(yīng)分結(jié)構(gòu)模態(tài)和ATV放到同一個(gè)網(wǎng)格上。這里用將模態(tài)結(jié)果導(dǎo)入到Virtual.lab軟件中，并車身結(jié)構(gòu)是在外部激勵(lì)載荷作用下產(chǎn)生振動(dòng)，并進(jìn)一步向車內(nèi)輻射噪聲。車身結(jié)構(gòu)的主要激勵(lì)源是來自動(dòng)力總成和路面的振動(dòng)激勵(lì)，這里以動(dòng)力總成的振動(dòng)激勵(lì)為例進(jìn)行闡述。動(dòng)力總成振動(dòng)激勵(lì)的確定方法有：（1虛擬試驗(yàn)法：即利用虛擬樣機(jī)技術(shù)來模擬動(dòng)力總成在運(yùn)行狀態(tài)下在懸置點(diǎn)處產(chǎn)生的激勵(lì)載荷；（2理論分析法：即利用近似的解析來求解出在懸置點(diǎn)處激勵(lì)載荷的（3實(shí)車測量法：即通過道路試驗(yàn)測得動(dòng)力總成在各個(gè)運(yùn)行工況下在懸置點(diǎn)處對(duì)車身產(chǎn)生的激勵(lì)載荷[4]。本文采用第三種方法獲得模型計(jì)算所需的激勵(lì)載荷，圖4為懸置主動(dòng)端和端的傳感器測試點(diǎn)5為三個(gè)懸置3檔平滑路面全油門加速行駛下X、Y、Z三向的加速度載荷曲線。4懸置處傳感器布置5懸置處兩側(cè)加速度將各懸置點(diǎn)的激勵(lì)施加于懸置彈性中心點(diǎn)，并賦予模型適當(dāng)?shù)淖枘幔M(jìn)行ATV響應(yīng)分析，計(jì)算3檔全油門加速工況下車內(nèi)聲壓響應(yīng)，計(jì)算結(jié)果

6加速噪聲響應(yīng)曲線3檔全油門加速工況主要駕駛員右耳和后排中間位置聲壓響應(yīng)情況，從分析結(jié)果上看，滿足目標(biāo)曲線，但在60Hz附近后排中間位置存在峰值。針對(duì)峰值，通過鈑金貢獻(xiàn)量、模態(tài)貢獻(xiàn)量分析，查找原因所在。汽車的車內(nèi)噪聲是由包圍乘員艙的所有板件振動(dòng)引起的，車身壁板的不同區(qū)域?qū)τ诔藛T室內(nèi)部空間的任意位置聲壓的貢獻(xiàn)量是不同的，而車身聲學(xué)處理多數(shù)情況是附加在車身壁板上，一定程度上可以降低板件的振動(dòng)速度。由于車身壁板對(duì)乘員艙正負(fù)貢獻(xiàn)的原因，盲目地減少車身板件的振動(dòng)可能會(huì)得到適得其反的效果[5][6]。因此，在汽車的NVH開發(fā)工程中，需要進(jìn)行鈑金貢獻(xiàn)量分析。根據(jù)鈑金貢獻(xiàn)量分析需要，將聲腔外表面進(jìn)行區(qū)域劃分，具體劃分為：前后左右車門、前后頂棚、前后風(fēng)窗、尾門、、前中后地板、備胎槽等鈑金塊，具體如圖7所示。7鈑金劃分示意圖60Hz門內(nèi)板、及頂棚鈑金對(duì)后排中間位置貢獻(xiàn)量較大，如圖8，可以通過在尾門，，頂8鈑金貢獻(xiàn)量（在進(jìn)行車內(nèi)噪聲分析時(shí)，對(duì)于超出目標(biāo)值的頻率峰值需要進(jìn)行更深入的分析。為了消除這個(gè)峰值，需要找出這個(gè)峰值對(duì)應(yīng)頻率下影響較大的鈑金模態(tài)，通過修改鈑金的模態(tài)，達(dá)到消除峰值的目的，因此需要進(jìn)行模態(tài)貢獻(xiàn)量的分析。通過模態(tài)貢獻(xiàn)量分析，56~59Hz的模態(tài)模態(tài)對(duì)車內(nèi)后排中間位置噪聲貢獻(xiàn)量較大，主要表現(xiàn)為56.6Hz57.2Hz58.7Hz的鈑金結(jié)構(gòu)模態(tài)，如圖9所示。9模態(tài)貢獻(xiàn)

結(jié)本文建立了整車結(jié)構(gòu)、聲腔有限元模型，利用ATV、MATV3對(duì)于在60Hz附近后排中間位置存在峰值，分析表明：擋風(fēng)玻璃、尾門內(nèi)板、及頂棚鈑金對(duì)后排中間位置貢獻(xiàn)量較大，設(shè)計(jì)階段可以通過在尾門、、頂棚區(qū)域貼阻尼墊的方式改善噪聲；56.6Hz57.2Hz58.7Hz的鈑金結(jié)構(gòu)模態(tài)對(duì)整體噪聲貢獻(xiàn)量較大，設(shè)計(jì)階段可以通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)消除結(jié)構(gòu)模態(tài)，改善噪聲。參考文獻(xiàn)[1],,.汽車噪聲與振動(dòng)-理論與應(yīng)用[M].京：理工大學(xué).2006[2],吳光強(qiáng),方園,.基于ATV的輪胎輻射噪聲分析[J].汽車技術(shù).2009.6期28-32.鄒平,文桂林等.MATV ，.基于ATV的車內(nèi)低頻噪聲貢獻(xiàn)量分析與改進(jìn).汽車科技,2010.9第5期,55~58.,劉更,吳立言.分析[J].噪聲與振動(dòng)控制,2006,26(5):62-朝,秦大同,.車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)與車內(nèi)噪聲聲場耦合分析與控制[J].機(jī)械工程報(bào),2002,38(8):54-58地址：合肥市紫云路99號(hào)江淮汽車技術(shù)中：：地址：合肥市紫云路99號(hào)江淮汽車技術(shù)中：：揚(yáng)聲器聲學(xué)仿真方法研究，中國100101：聲光器在樓宇建筑中有很大的市場，評(píng)定聲光 聲源，并且揚(yáng)聲器的型號(hào)已經(jīng)被選定。因此，聲光器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及真技術(shù)提高效率和減少設(shè)計(jì)時(shí)間將會(huì)十分的必要。在揚(yáng)聲器仿真建模過程中涉及到兩個(gè)難：前揚(yáng)聲器被廣泛用于我們的日常生活中，如在電子設(shè)備、警報(bào)、通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)。除是使用最廣泛的，可以說是幾乎無處不在。該揚(yáng)聲器原理如下：在磁場中的音圈通電將產(chǎn)生力的作用。這種激勵(lì)將激起振膜的振動(dòng)，并聲波。針對(duì)磁致伸縮的揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中，工程師們?yōu)榱双@取高音頻質(zhì)量和降低整體設(shè)計(jì)周期往往會(huì)采用聲學(xué)仿真。采用電聲類比被大多數(shù)工程師和專家多親睞，也得到了完善的發(fā)展。使用這種方慮。但是，由于揚(yáng)聲器被簡化為一些參數(shù)，一些像背腔形狀的問題就不能被完整的考慮進(jìn)問題。為了涉及揚(yáng)聲器的節(jié)特征，工師可以使用虛擬等仿真軟對(duì)整個(gè)揚(yáng)聲進(jìn)建模，包括結(jié)構(gòu)模型和聲學(xué)模型。添加適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和約束后，可以得到三維近場和遠(yuǎn)場聲輻射計(jì)算結(jié)果。背腔的形狀也可以使用這種方法進(jìn)行了優(yōu)化。然而，在使用三維仿真時(shí)有兩個(gè)明顯的難題。一是與使用電聲類比的方法相比計(jì)算時(shí)間大大增加，因?yàn)槲覀兺ǔＲ?fù)雜模型以及有的自由程度。如何在不降低計(jì)算精度的前提下簡化模型是第一個(gè)問題。另一個(gè)是我們?nèi)绾潍@得電磁激勵(lì)力。揚(yáng)聲器的輸入是電流，但實(shí)際直接作用在振膜上的是力。如何獲得加在振膜上的電磁力是在工程遇到的一個(gè)實(shí)際的的問題。針對(duì)這兩個(gè)問題，我們做了一些研究。結(jié)合聲光器中的揚(yáng)聲器最為研究對(duì)象，詳1方法與建模該聲光器中使用磁致伸縮揚(yáng)聲器。該揚(yáng)聲器如圖1所示。揚(yáng)聲器單元由一個(gè)磁生振動(dòng)。磁鐵建立磁場以電磁力。定心支架是用于固定振膜。以上所有的組件組裝在托架上。圖1.聲光器及其揚(yáng)聲單元揚(yáng)聲器放在一個(gè)障板中并在全消聲室中進(jìn)量。輸入電流功率為1W。在障板前三個(gè)測點(diǎn)處放置麥克風(fēng)進(jìn)試。三個(gè)測點(diǎn)的設(shè)置如圖2所示，障板形式在圖3中。三個(gè)測2.3.2在建模過程中，將所有的部件建模是低效的并且沒有必要。作為聲源，振膜的建模和5對(duì)于揚(yáng)聲器的聲學(xué)建模，空氣和膜片之間的耦合效應(yīng)需要考慮。這是因?yàn)檎衲さ膭偠群苄。月晫W(xué)介質(zhì)對(duì)于振膜的振動(dòng)性能會(huì)有很大的影響。所以我們可以采取兩步仿真方法：第一步是分析擋板上的揚(yáng)聲器單元，揚(yáng)聲器的前面和后面都是開放的，支架對(duì)于聲輻射6而，對(duì)于第二步我們要建立帶有背腔的揚(yáng)聲器仿真模型，附件托架就成為一個(gè)重要的因素。因?yàn)橥屑茉诒城恢械目涨焕铮鼘⒂绊懕城恢械穆暷B(tài)。這一步的聲振耦合模型如圖7所示。3為了得到電磁力，我們使用所有三個(gè)聲學(xué)響應(yīng)點(diǎn)的聲壓做載荷識(shí)別。流程圖在圖86中的聲振耦合模型為分析場點(diǎn)聲壓響應(yīng)與單元揚(yáng)聲器電磁力之間的4圖8.分析流結(jié)果與對(duì)比揚(yáng)聲器單體揚(yáng)聲器單元的仿真如圖9所示。藍(lán)色曲線是仿真結(jié)果,另一個(gè)是。如圖，仿真點(diǎn) b)點(diǎn)c)圖9.單體揚(yáng)聲器實(shí)驗(yàn)與仿真聲輻射性能結(jié)果對(duì)5揚(yáng)聲器添加背 10.添加背腔揚(yáng)聲器實(shí)驗(yàn)與仿真聲輻射性能結(jié)果對(duì)為了研究添加背腔后對(duì)于聲輻射性能的影響，我們給出了揚(yáng)聲器單體與添加背腔揚(yáng)聲11121112中，我們可以發(fā)現(xiàn)增加背腔后，第一個(gè)峰值的頻率增圖11.揚(yáng)聲器單體與添加背腔揚(yáng)聲器實(shí)驗(yàn)聲輻射性能結(jié)果對(duì)圖12.揚(yáng)聲器單體與添加背腔揚(yáng)聲器仿真聲輻射性能結(jié)果對(duì)比6結(jié)論在這篇文章中，我們提供法來簡化揚(yáng)聲器三維聲學(xué)仿真的建模過程。同時(shí)，我射和添加背腔的揚(yáng)聲器聲輻射兩組模型進(jìn)行了仿真計(jì)算，仿真結(jié)果也與計(jì)算結(jié)果進(jìn)參考文 NumericalAcousticsTheoreticalManual Reynolds,D.,EngineeringPrinciplesofAcoustics:NoiseandVibrationControl,Boston,AllynandBacon(1981).市朝陽區(qū)亞運(yùn)村北辰匯賓716室100101市朝陽區(qū)亞運(yùn)村北辰匯賓716室1001017高速列車車體型材的結(jié)構(gòu)靈敏度分析研究，南車青島四方機(jī)車車輛國家高速動(dòng)車組總成工程技術(shù)2661111靈敏度分析是優(yōu)化設(shè)計(jì)過的重要一環(huán)[1]，可以大大提高優(yōu)化效率。同時(shí)，23計(jì)算實(shí)以約束6個(gè)自由度的地板型材作為分析算例，尺寸為1500×1200mm，把雙層地板型材分為三個(gè)部分，每個(gè)部分的厚度不同（內(nèi)蒙皮2.5mm、皮3mm、斜1.8mm，各部分的厚度作為設(shè)計(jì)變量。其它材料參數(shù)一致，密度：2700kg/m3；皮皮構(gòu)優(yōu)化過，一般不會(huì)對(duì)材料本身的屬性進(jìn)行處理，所以本文主要研究板厚對(duì)靈敏度的影響。從圖2可以看出，就整體趨勢而言，地板的內(nèi)皮對(duì)靈敏度的影響最3中的（a）所示。從響應(yīng)曲線可以看出，在942Hz頻率附近有明顯的峰值，經(jīng)過模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)942Hz84中的（a。對(duì)8階模態(tài)頻率（942Hz）5所示。從圖中可以看出，筋板對(duì)模態(tài)靈敏度的影響為負(fù)值，皮及內(nèi)蒙皮對(duì)模態(tài)靈敏度Mode8（942Hz）附近得振動(dòng)，可以有兩種途徑，減小內(nèi)蒙皮厚度根據(jù)靈敏度分析結(jié)果，將內(nèi)蒙皮厚度減小為2.3mm，在保證激勵(lì)條件相同的3中的（b）3中的（a）可知，增厚后，響應(yīng)點(diǎn)曲線出現(xiàn)峰值的頻段前移了，而且頻譜幅值明顯得到了Mode8942Hz前移至925Hz，避開了激振頻率，使得振動(dòng)響應(yīng)曲線前移，并且振動(dòng)幅值得到衰減。內(nèi)蒙皮厚度內(nèi)蒙皮厚度Mode8（942Hz）-內(nèi)蒙皮厚度Mode8（925Hz）-內(nèi)蒙皮厚度4皮增加斜筋厚度目的。在本文中將斜筋厚度增大為2mm，在保證激勵(lì)條件相同的情況下，重新計(jì)算后的響應(yīng)曲線如圖6所示。圖6振動(dòng)響應(yīng)曲線-斜筋厚度圖7Mode8（950Hz）的振型-內(nèi)蒙皮厚度6可知，通過基于結(jié)構(gòu)模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)，可以看出增加斜筋厚度，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)有很大的改變，不但避開了響應(yīng)敏感頻率，Mode8942Hz移至950Hz，如圖7所示，而且振動(dòng)峰值也得到了較大的衰減。8dB8可以看出，通過減小內(nèi)蒙皮的厚度，空間場點(diǎn)上的聲壓響應(yīng)值降低了，所以，通過靈敏度分析，可以有效的權(quán)衡參數(shù)變量對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，以選擇更4參考文J.J.Tsay,J.S.Arora.Nonlinearstructuraldesignsensitivity ysisforpathdependentproblems.Part puterMethodsinAppliedMechanicsandEngineering,1990,81:183-H.Elbanna,L.Carlson.Determinationofaerodynamicsensitivitycoefficientsinthetransonicand icregimes.27thAerospaceScienceMeeting,AIAAPaper.1989,0532:162-179.結(jié)構(gòu)聲學(xué)靈敏度及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化..:華技大學(xué)2008:3-某車型進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化（汽車，河北保定氣系統(tǒng)消聲能力良好，且與Test.lab試驗(yàn)結(jié)果相符，使進(jìn)氣口噪聲降低10dB左右。：進(jìn)氣噪聲；進(jìn)氣；Virtual.lab；試驗(yàn)測量OptimizationofintakesystembasedonacertainvehicleinVirtual.labZhangHuifang,ShiYan,Zouyue:Accordingtotheproblemthatintakenoiseislouder,simulateintakesystembasedonacertainvehicleinVirtual.lab,thenknowthatreducingnoiseenergyoftheintakesystemisnotenough.Afteroptimizingintakesystem,theresultshowthatreducingnoiseenergyofoptimizedsystemisdeveloped.Itisfitforthetestresult,andtheoverallleverisreducedabout10dB.Keyword:IntakesystemnoiseIntakeresonatorVirtual.labTestmeasure前消聲元件設(shè)計(jì)理論空氣濾清器同時(shí)也是擴(kuò)張式，起到消除低頻的效果。1/4波長管主要消高頻頻率，消效果，所以一般茲最常用。 設(shè)計(jì)多孔諧振腔的消聲頻率fr，其中為穿孔率，D為腔深，l為 進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)前期進(jìn)氣系統(tǒng)消聲性能分析對(duì)該車型進(jìn)行進(jìn)氣口噪聲試驗(yàn)，試驗(yàn)在半消聲室內(nèi)進(jìn)行，采用公司的Test.lab軟件處。測試工況為三檔全油門加速，如圖1所示。1優(yōu)化前進(jìn)氣口噪聲瀑布0 100012500 100012501500175020002250頻率傳遞損失2原進(jìn)氣系統(tǒng)傳遞損進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化為管道兩面打孔，其結(jié)構(gòu)見圖3所示，參數(shù)如表1所示。3表1參容積34400頻率傳遞損失00頻率傳遞損失圖4傳遞損00 頻率傳遞損失510dB左右。5優(yōu)化后進(jìn)氣口噪聲瀑布dBdB(A 未加消聲元件總級(jí) 加寬頻諧振腔總級(jí)

結(jié)

61800~2500Hz處的消聲能力較差，與進(jìn)氣口噪聲試驗(yàn)得出頻率段噪聲問題相統(tǒng)總級(jí)噪聲低10dB左右。參考文1，，.聲學(xué)基礎(chǔ)[M].大學(xué)石巖氣噪聲帶得到消除，說明采取的措施是有效的。針對(duì)典型的進(jìn)氣管道過長引起的駐波問題，識(shí)別問題前 Virtual.lab軟件Acoustic模塊分析聲模態(tài)及管口問題描1表1進(jìn)氣口噪聲頻問題分用理論計(jì)算和仿真軟件分別計(jì)算模態(tài)的固有頻率。用Virtuallab軟件聲學(xué)模塊仿真計(jì)算，管口采用自動(dòng)匹配層，距離管口100mm布置場點(diǎn)。2同效果，管口聲壓級(jí)如圖4所示。4大聲學(xué)基礎(chǔ) 大噪聲的降低 ：同濟(jì)大 基于FEM/BEM的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（中國無錫油泵油嘴，江蘇無錫：發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲性能是衡量汽車舒適性的重要指標(biāo)。為預(yù)測某款直列四缸柴油機(jī)輻射噪聲，綜合運(yùn)用有限元法、邊界元法及多體動(dòng)力學(xué)法對(duì)該柴油機(jī)HLExcitepuitualab軟:PredictionofNoiseRadiatedfromaDieselEngineBasedon:Thevibrationandnoiseofengineisoneoftheimportantindicesformeasuringautocomfort.InordertopredictthenoiseradiatedfromaDieselengine,thefiniteelementmethod,boundaryelementmethodandmulti-dynamicsareusedinthenumericalsimulationfortheengineNVHperformance.TheenginesurfacevibrationvelocitydistributionisobtainedwithAVLExcite_pusoftware.ThentheresultofvelocitydistributionismappedtotheacousticmesheswithVirtualLabsoftware.Inaddition,thesourcelocationofumnoiseisdeterminedbypanelcontributioncalculation.Italsoindicatesthedirectionforfurthernoisereductionoptimization.：dieselengine;vibration;noise;finiteelementmethod;boundaryelementmethod;multi-body引

FEM／BEM分析的預(yù)Excitepowerunit軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)響Lab軟件采用邊界元法對(duì)殼體進(jìn)行輻射噪聲數(shù)值仿發(fā)動(dòng)機(jī)有限元計(jì)

oo包括缸套、活塞、活塞環(huán)組、活塞銷及連桿。圖2活塞活塞敲擊力

曲軸轉(zhuǎn)角2活塞敲擊力曲1發(fā)動(dòng)機(jī)有限元模網(wǎng)格，并借助Hypermesh進(jìn)行局部修改劃分四面體等參數(shù)給定。發(fā)動(dòng)機(jī)材料參數(shù)如表1所示:

泊量松比泊量松比AVLExcitePowerUnit軟件進(jìn)行發(fā)動(dòng)如圖3所示。 p Gr,k s

0kcvnyGr,kdSyny 3發(fā)動(dòng)機(jī)多體動(dòng)力學(xué)仿真模（2700r/min1/36mm/s4發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)速度分布發(fā)動(dòng)機(jī)聲學(xué)邊界元計(jì)過Helmholtz積分方程求得輻射體表面及聲場內(nèi)各

速，y為表面S上的任意點(diǎn)，x為空間任意點(diǎn)，rxy，i1，k2ff為頻率，cc波速，Gr,keikr，是三Green函數(shù)，Cx為實(shí)體角系數(shù)x在輻射體內(nèi)Cx0；x在輻射體外，即聲場空間Cx1x在輻射體表面，且表面光滑，則Cx0.5。HpGvH，G為系數(shù)獲得的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的法向振動(dòng)速度。在獲得表面節(jié)點(diǎn)peHepGev，式He，Ge為系數(shù)行向量同時(shí)需要消耗的計(jì)算機(jī)資源也越多，運(yùn)算時(shí)間也更長。在劃分網(wǎng)格時(shí)，聲學(xué)邊界元單元尺寸小于或等于聲波波長1/6時(shí)，可滿足計(jì)算精度要求。這里主要關(guān)注的噪聲頻率范圍為20Hz~3000Hz，根據(jù)計(jì)算頻率上限，設(shè)置聲學(xué)網(wǎng)格尺寸設(shè)置為18mm左右比較合理，這樣可同時(shí)兼顧計(jì)算精度與計(jì)算時(shí)間及資源。發(fā)動(dòng)機(jī)聲學(xué)邊界元網(wǎng)格如圖5所示：5發(fā)動(dòng)機(jī)邊界聲學(xué)2.3關(guān)系[5]，如果將結(jié)構(gòu)表面離散成有限個(gè)單元，這pATVTv

61/3倍頻6發(fā)動(dòng)機(jī)輻射噪聲場點(diǎn)聲壓級(jí)分本文計(jì)50Hz3200Hz帶寬下發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射聲功率級(jí)(功率基準(zhǔn)為1e-12W),得到整機(jī)在中線如下圖7所示：Vector,ATV——角頻率本文借助VirtualLab軟件進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)聲學(xué)（2700r/min聲場，以獲取發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲的1m處聲壓分

7發(fā)動(dòng)機(jī)聲功率曲2500~3000r/min的中小功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其聲功率8為各部件的輻射聲86.31dB92.01dB；飛輪罩87.56dB；輻射聲功率最大的在一定的偏差[6]，93dB；正時(shí)罩蓋表面聲功聲功率級(jí)

結(jié)束缸 缸 飛輪罩 油底 正時(shí)8各部件聲功率級(jí)對(duì)VirtualLabATV聲學(xué)響應(yīng)計(jì)算，