在隔聲降噪設(shè)計中統(tǒng)計能量分析法應(yīng)用

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1、在隔聲降噪設(shè)計中統(tǒng)計能量分析法的應(yīng)用朱桂華，胡均平，羅春雷(中南大學(xué)機電工程學(xué)院，湖南長沙410083)摘要：從隔聲降噪設(shè)計需要出發(fā)，簡述了統(tǒng)計能量分析法的基本原理、參數(shù)的確定方法、應(yīng)用統(tǒng)計能量分析法的一般步驟，并且實例說明了進行隔聲降噪設(shè)計中運用統(tǒng)計能量分析法的方法。關(guān)鍵詞：隔聲降噪；統(tǒng)計能量分析；參數(shù)．中圖分類號：，I'B114文獻標(biāo)識碼：B建筑結(jié)構(gòu)、航空及航天器、船舶、交通車輛1引言和其它機械的聲振響應(yīng)預(yù)估以及隔聲降在環(huán)境保護和勞動保護中，常要對噪噪設(shè)計提供了一種可行而且有用的新方聲源進行隔聲處理。因而隔聲量的計算就法。是其中重要的一環(huán)。2統(tǒng)計能量分析的基本原理簡統(tǒng)計能量分

2、析(StatisticalEnergy述Analysis，簡稱SEA)方法【】是為了解決高階動態(tài)分析這類問題而逐步發(fā)展起來的。能量是SEA方法采用的基本變量，重SEA不僅為高頻段結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性的不確點研究穩(wěn)態(tài)振動時平均振動能量在系統(tǒng)里定性給出了合理的描述，同時也為在結(jié)構(gòu)的傳遞和分布。一個復(fù)雜系統(tǒng)時均振動能設(shè)計階段作出振動、噪聲預(yù)估提供了一條量是空間的函數(shù)。我們所要求的正是這種途徑。平均能量在空間的分布。但是要把這種分SEA只有約四十年的歷史，經(jīng)過許多人布計算得很細也是很困難的，應(yīng)用SEA法的研究工作，其基礎(chǔ)理論不斷完善，已逐漸重要的第一步就是要將全系統(tǒng)按一定的原成為結(jié)構(gòu)動力學(xué)的一

3、個分支，并且也已廣泛則，劃分為若干個子系統(tǒng)，用振動響應(yīng)在地應(yīng)用于振動與聲學(xué)領(lǐng)域。Crocker和Price子系統(tǒng)上的時、空均值來表征該子系統(tǒng)上進行了單層墻和雙層墻隔聲的研究翻；Miller的均值響應(yīng)。穩(wěn)態(tài)振動時，能量在全系統(tǒng)等人應(yīng)用SEA進行了飛機內(nèi)部噪聲預(yù)估；上的分布問題簡化為它在各個子系統(tǒng)上的在研究車輛噪聲方面，Richard將越野車?；植紗栴}。穩(wěn)態(tài)振動時，外加激勵通過所成一系列梁、板、桿和聲空間等理想動態(tài)子在子系統(tǒng)輸入能量；每個子系統(tǒng)在振動中系統(tǒng)的組合體，通過計算各子系統(tǒng)間的功率貯存能量，通過各自阻尼耗散能量；與相流，以確定影響車內(nèi)噪聲的主要激勵源[51；鄰子系統(tǒng)的耦合傳

4、遞能量。于是整個系統(tǒng)Craik應(yīng)用SEA進行了通過建筑物的聲傳遞便可表示成由各子系統(tǒng)組成的能量流動框研究，取得了較好的結(jié)果[61。圖，這就是SEA法的計算模型。根據(jù)計算SEA在聲振傳遞方面的成功應(yīng)用，對模型利用能量守恒定律，對各子系統(tǒng)列出作者簡介：朱桂華，男，碩士，中南大學(xué)講師，主要研究方向為：噪聲與振動控制和液壓工程機械。鑿巖機械氣動工具，2003(1)31}能量平衡方程，得出描述全系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)振動時能量平衡的方程組(線性代數(shù)方程所以：等(5)組)。我們做大量的工作來確定該方程組將式(2)、式(3)和式(5)代入式(1)；的各系數(shù)，然后分頻段解方程組求得各子中，并寫成矩陣形式，得

5、：系統(tǒng)在該頻段的平均響應(yīng)能量，再換算成《n。叼11一*／21?一叼m1Elf所需要的響應(yīng)量(時、空平均速度、加速n一12一笠?一m2E2度、聲級等)?！瘛瘛瘛瘛瘛褚话愕兀蒻個子系統(tǒng)組成的耦合系n一1一?一叼mmE統(tǒng)，其能量平衡方程組為：0(6)n。：n+n，1，2，?m，J≠i(1)j=l式中n——外界激勵源傳人第i子系(7)統(tǒng)的輸入功率n——第i子系統(tǒng)阻尼損耗的功3統(tǒng)計能量分析參數(shù)及其確定室其方法nU≠)——振動過程中子系統(tǒng)i中：向子系統(tǒng)傳遞的應(yīng)用SEA法的關(guān)鍵是對式(6)中系數(shù)：功率，稱為功率流矩陣各元素的確定，而系數(shù)矩陣的獲得，首+(PowerFlow)先須求出分析模型的

6、各個SEA參數(shù)。這部分損耗功率不以任何方式返∑回系前面我們已經(jīng)引出了重要的SEA參一統(tǒng)，它與子系統(tǒng)在所分析的頻帶中貯存的數(shù)，它們是：(1)能量貯存參數(shù)——系統(tǒng)中：tl總能量(時、空均值)有如下關(guān)系：貯存能量的多少取決于所分析帶寬af內(nèi)213=to*／iE(2)的模態(tài)數(shù)目Ⅳ，但統(tǒng)計能量分析中常用模式中——所在頻帶的中心角頻率態(tài)密度n=N／Af(單位頻率所包含的模態(tài)m叼——子系統(tǒng)的損耗因子(L．，oss數(shù))來代替模態(tài)數(shù)N；(2)能量損耗參Factor))；c數(shù)——阻尼損耗因子，簡稱損耗因子；(3)耦合子系統(tǒng)問的功率流正比于兩個子能量傳輸參數(shù)——耦合損耗因子。下面簡系統(tǒng)的平均模態(tài)能量之

7、差，且總是從具有要介紹各個SEA參數(shù)的確定方法。高模態(tài)能量的子系統(tǒng)流向具有低模態(tài)能量3．1子系統(tǒng)的模態(tài)密度的子系統(tǒng)，用SEA參數(shù)表示即【l】：模態(tài)密度表示了結(jié)構(gòu)的固有頻率平均分布的間隔密度，從能量意義上看，模態(tài)密13=to,／。，／'ti(笪一)(3)i}《#{，《夔#l￡ill簟警，I，；tnlni度表明結(jié)構(gòu)在感興趣的頻帶上有多少個共式中——子系統(tǒng)i至的耦合損耗因振模態(tài)可以用來貯存能量。子(CouplingLossFactor)模態(tài)密度可以從理論上求得或用實驗ni——子系統(tǒng)i的