p*是声压p的共轭.
(p•p*) 声压的均方值,或者所测量得到的声压自普。
Π, 是点声源在自由场测得得声功率。
基于能量的隔声PBNR的值可以通过声学传递函数的方法来获得。声学传递函数是响应点声压与点声源中心处体积加速度的频率函数。点声源的声功率在自由场中可以用下列公式表示: 这里, ρ , c空气的密度和空气中声速.
Qa 和Qa*分别是体积加速度及其共轭。
因此Qa * Qa*就是所测量的体积加速度的自普。进而, PBNR的值可以用下公式表示: 这里 a p /Q 是测得的声压对体积加速度传递函数的幅值,可以转化成三分之一倍频程谱的形式。
基于能量的隔声/吸声测量PBNR方法与传统的隔声测量(Noise Reduction)方法相比PBNR方法更全面考虑系统的隔声和吸声(声源侧和接收侧)特性,比如在测量发动机舱到车内的声学特性时,传统的隔声测量方法不能获得发动机舱盖下材料以及隔音垫吸声特性的影响,而这些材料对于降低车内噪声来说是经常采用的,而PBNR的方法则考虑这些。同时PBNR的方法可以用来评价整车声学饰件性能的好坏,对整车没有任何破坏。而传统的隔声方法只能评价单个零部件或者单个部位声学性能的好坏,在整车不破坏的基础上进行实验费时费力。
同时PBNR方法容易实施,对声学测量环境和测量设备要求不很高。
PBNR的测量主要是基于传递函数的方法,系统流程图如下:激励源为体积速度声源,麦克风根据实际系统通道的多少自由选择。根据互异性原理,声源可以放在车外,麦克风放在车内;或者声源放在车内,麦克风放在车内。 [page]
图1 测试系统框图
基于PBNR理论,针对市场上同一竞争领域不同的四个品牌的代表车型进行了整车隔声吸声试验。实验分别假设声源来自不同的车外部位,例如发动机舱、轮胎与地面接触区域、车身地板下方、排气管位置。
图4 地板区域/驾驶员耳处隔声吸声性能
图5 发动机舱/驾驶员耳处隔声吸声性能
图6 轮胎接地区域/驾驶员耳处隔声吸声性能[page]
图7 排气尾管/排乘客耳处隔声吸声性能
为了验证PBNR的测试结果能否反映到实际车辆行驶时的噪声性能,对其中的两辆车安装同样的轮胎进行路噪试验,结果如图8所示。比较图8和图6,可以发现二者具有相似性。在低速滑行工况下,轮胎的噪声是主要的声源,因此轮胎地面接触区域到驾驶员耳处的隔声吸声特性反映了车内实际路面噪声的水平。500~2000Hz在图6上#2车的隔声特性高于#3车,相应地车内路面噪声#2车低于#3车。其他频带上也基本吻合。
图8 实际路上测量得到车内的驾驶员耳处声音频谱特性
基于能量的隔声吸声特性测试技术,与传统的隔声、吸声测试技术相比,试验简单易行、快捷,而且可以基于整车不拆卸的基础上,节省研发资金。非常适合于竞争对手整车特性分析,对于我们提高自主开发水平意义非凡。而且PBNR的测试结果还可以用来验证进行模拟分析预测的统计能量(SEA)模型,提高模拟分析精度。同时PBNR的结果也可以用作为子系统的要求,提供给子系统集成供应商作为进行系统开发的依据。
参考文献
1. LMS Engineering Services, Mid High Frequency Volume Acceleration Source, E-MHFVVS, 2004.
2. J. Zhu, Q. Zhang, et al., ”Power-Based Reduction Technique and Its Application to SEA Modeling,” InterNoise 2002, Dearborn, Michigan, 2002.
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