統(tǒng)計能量分析法在汽車噪聲控制中的應(yīng)用

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1、統(tǒng)計能量分析法在汽車噪聲控制中的應(yīng)用摘要：統(tǒng)計能量分析方法在中高頻段被廣泛用于預(yù)測復(fù)雜結(jié)構(gòu)的振動和噪聲傳遞中，本文介紹了正在逐步推廣和獲得有效應(yīng)用的統(tǒng)計能量分析法的基本理論，并參考相關(guān)資料，建立了用于汽車車內(nèi)高頻噪聲分析的整車SEA模型，以及工程設(shè)計中車身子系統(tǒng)SEA模型，闡述了整車噪聲傳遞路徑分析方法的應(yīng)用，最后驗(yàn)證了統(tǒng)計能量分析在汽車車內(nèi)噪聲性能設(shè)計中的適用性和準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：統(tǒng)計能量分析；損耗因子；噪聲控制Abstract:Statisticalenergyanalysismethodiswidelyusedtopredictthevibrationandnoiseoftheco

2、mplexstructureinthehighfrequency.Thispaperintroducedthebasictheoryofstatisticalenergyanalysismethodwhichhasbeengraduallypromotedandhasobtainedtheeffectiveapplication.Besides,acarinteriorvehicleSEAmodelaswellastheautomobilebodysubsystemSEAmodelforhighfrequencynoiseanalysishasbeenestablishedbyrefe

3、rringtorelatedinformation.Thispaperexpoundstheapplicationofthevehiclenoisetransferpathanalysismethod.Finally,heapplicabilityandaccuracyofstatisticalenergyanalysisinthedesignofvehicleinteriornoiseperformancewasverified.Keywords:Statisticalenergyanalysis;lossfactor;noisecontrol1、引言————————————————

4、———————————————————————————————隨著汽車消費(fèi)市場的需求越來越高和車輛設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，車內(nèi)噪聲性能正逐步成為衡量乘用車質(zhì)量及其檔次的重要指標(biāo)之一，對于高檔及豪華車市場尤其如此。在設(shè)計初期階段根據(jù)設(shè)計方案，應(yīng)用統(tǒng)計能量分析（SEA）模型預(yù)測分析新車車內(nèi)高頻噪聲場，改進(jìn)車廂聲學(xué)設(shè)計，從而滿足車輛設(shè)計的噪聲性能目標(biāo)，對于縮短汽車開發(fā)周期和降低開發(fā)成本具有重要意義。車內(nèi)噪聲通?？砂雌鋫鞑ネ緩椒譃榭諝鈧鞑ピ肼暫徒Y(jié)構(gòu)噪聲，其中結(jié)構(gòu)噪聲是車身結(jié)構(gòu)在路面或動力系的激勵下向車內(nèi)輻射的噪聲，屬結(jié)構(gòu)輻射聲，多集中在較低頻段；而空氣噪聲是通過空氣傳播的動力系統(tǒng)噪聲、路面噪聲以及流噪

5、聲等，通常對車內(nèi)噪聲的影響集中在中高頻段，討論的是空氣傳播噪聲。根據(jù)噪聲產(chǎn)生和傳播的機(jī)理不同，相應(yīng)的模擬計算及預(yù)測技術(shù)也有所不同。有限元及邊界元振動噪聲模擬分析技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，車內(nèi)結(jié)構(gòu)聲響應(yīng)的計算和分析可以依賴其解決；但這些數(shù)值計算方法并不適用于高頻范圍，其原因在于高頻下結(jié)構(gòu)和聲模態(tài)的密集性和有限元模型的規(guī)模局限性。近年來在航空航天工業(yè)及汽車工業(yè)領(lǐng)域中，對高頻振動噪聲的預(yù)測廣泛采用了統(tǒng)計能量分析（SEA）技術(shù)，其應(yīng)用成功與否有賴于高的模態(tài)密度、高模態(tài)重疊和短的波長，而這些恰好是造成有限元技術(shù)在高頻不精確的原因。應(yīng)用SEA技術(shù)進(jìn)行車內(nèi)噪聲性能分析，可以快速的進(jìn)行車廂聲學(xué)設(shè)計方案比較，對

6、使用不同的聲學(xué)材料進(jìn)行性能預(yù)測，以及通過聲能量流動分析辨識噪聲傳遞的主要路徑。這些分析技術(shù)直接影響著車廂聲學(xué)設(shè)計方案，并為車內(nèi)噪聲性能優(yōu)化改良提供設(shè)計方向?！?、統(tǒng)計能量分析的基本理論統(tǒng)計能量分析是個模型化分析方法，它運(yùn)用能量流關(guān)系式對復(fù)合的、諧振的組裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力特性、振動響應(yīng)級及聲輻射的理論評估，是一種在時間上和空間上的統(tǒng)計特性，這些能量流關(guān)系式在組成組裝結(jié)構(gòu)的各種耦合的了系統(tǒng)(如板、殼等)之間具有一個簡單的熱類比。在應(yīng)用統(tǒng)計能量分析理論時，將車輛劃分為若干個了系統(tǒng)，并假定各子系統(tǒng)之間的主要

7、能量流是由于結(jié)構(gòu)共振或聲學(xué)模態(tài)引起的，即統(tǒng)計能量分析通常是關(guān)于各個共振振蕩器組之間的能量或功率流分析。統(tǒng)計能量分析的基本方程式功率流平衡，圖1表示一個機(jī)械系統(tǒng)被劃分為若干個子系統(tǒng)（在這個例子中是6個子系統(tǒng)）后，用統(tǒng)計能量分析的功率流平衡示例。子系統(tǒng)是振動子系統(tǒng)，如梁狀或板狀結(jié)構(gòu)，也可以是一個聲學(xué)子系統(tǒng)，如一個空腔。圖1統(tǒng)計能量分析功率流平衡圖舉例說明對于每一個子系統(tǒng)，我們都可以列出聲學(xué)或者振動功率流平衡式，即輸出功率等于輸入功率加上這個系統(tǒng)中的