NVH培訓(xùn)聲音的發(fā)生與傳達(dá)

沈陽NVH講義

①-2聲音的發(fā)生與傳達(dá)

2007/11華晨金杯汽車有限公司

(沈陽)

(講師)

吉川

誠(chéng)（IAT(日本)）

(翻譯)

劉顯臣

(北京CAE)

1/35

聲音是微少的空氣圧的変動(dòng)?1氣圧；～１０3hＰａ?聲音的基準(zhǔn)２×１０-7ｈPa

日常的環(huán)境噪音是～１０-4ｈPa以下?聲音圧力波（圧力、速度）

Σ圧力×速度；音響強(qiáng)度

?透過、吸収、反射

為了根本上解決噪音、按照基本理論、有必要從理論上考慮發(fā)生聲音的原理關(guān)于聲音發(fā)生的理論2/35①對(duì)于機(jī)構(gòu)的運(yùn)転條件或者運(yùn)動(dòng)條件、與原理一起同時(shí)考慮発生的ＮＶＨ現(xiàn)象。

→作為該情況下的補(bǔ)充，理解理論②其次、理解実際上発生問題的原因以及條件。

→発生條件的既述要簡(jiǎn)単明瞭、要針對(duì)具體的實(shí)物

→對(duì)條件的前提條件要補(bǔ)足説明與理解、但是、盡可能地增加更多的前提條件、就會(huì)失去條件自身的意義③了解評(píng)價(jià)発生級(jí)別的試験方法與其評(píng)価基準(zhǔn)。

→評(píng)価基準(zhǔn)、絶対級(jí)別一起、由于比較対象不同，相對(duì)変動(dòng)的級(jí)別有２個(gè)如何理解發(fā)生的聲音呢3/35小容積聲音圧P應(yīng)考慮發(fā)生作用情況下的微分(平面波）。ξ?面位置的移動(dòng)；?體積変化；ここに、?氣體媒質(zhì)的性質(zhì)、γ；根據(jù)定圧比熱與定積比熱的比發(fā)生聲音的理論公式-1/34/35ξ點(diǎn)的圧力；第2項(xiàng)使小容積向右側(cè)移動(dòng)，因?yàn)槌蔀檫\(yùn)動(dòng)式為、；平均密度因此＜Eulerの式＞---②時(shí)間微分、如果是---①發(fā)生聲音的理論公式-2/35/35ξ---①---②根據(jù)①、②式得到下列波動(dòng)方程式。也就是、消去；消去；（正弦波）發(fā)生聲音的理論公式-3/36/350.50.712345710203040708090100音圧レベルdB從音源的距離rmaπbππ?1.63.26.420dB敷地境界線從音源到0.5m的距離為100dB5m20mrm面音源線音源點(diǎn)音源a=5m,=10m,b=20m?面音源10dB6dB線音源點(diǎn)音源距離的平方反比法則，減衰音源-點(diǎn)音源、線音源、面音源7/35（媒質(zhì)１）（媒質(zhì)2）遮音壁反射波入射波透過波◆透過率；◆透過損失；遮音的基礎(chǔ)事項(xiàng)8/35遮音壁反射波入射波透過波位移因聲音壓力不同，在左右方向自由移動(dòng)的狀態(tài)下有一部分墻壁、沒有剛性的情況下考慮単一墻壁的透過損失。與音圧與板的運(yùn)動(dòng)的關(guān)系按照以下。a)因聲音圧力不同，作用的外力與板的慣性力平衡外力；慣性力；；每単位面積的質(zhì)量b)碰到墻壁的空氣粒子與墻壁的運(yùn)動(dòng)一樣運(yùn)動(dòng)板的速度；入射側(cè)的粒子速度；透過側(cè)的粒子速度；因此①因此、②遮音?質(zhì)量法則-1/29/35遮音壁反射波入射波透過波位移從①,②得出b)碰墻壁的空氣粒子與墻壁的運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作具有同一性②a)因聲音圧力不同，作用外力與板的慣性力平衡①從此處得出、從②得出此處、；単位面積當(dāng)りの質(zhì)量但是因此遮音?質(zhì)量法則-2/210/35壁的厚度

(cm)243568102030405010203040506080100200300400500每個(gè)墻壁単位面積的重量(kg/m2）比重ρ=753210.70.50.30.20.1透過損失（ｄB)303540455055例.比重0.7的材料，厚度是7cm的単一壁的の透過損失大約是約37dB遮音；単一墻壁的平均透過損失11/35考慮隔壁的彎曲剛性情況的透過損失。a)平板的振動(dòng)方程式ここで、；板的彎曲剛性；損失係數(shù)；Yang率；板厚；Poisson比③從③,④中消去、得到下列公式⑤b)粒子速度的連續(xù)條件④入射波透過波反射波遮音?考慮彎曲剛性的情況-1/312/35從振動(dòng)方程式、連續(xù)條件⑤入射波透過波反射波這里、代入

整理

⑥但是因此⑦但是展開該公式、⑧遮音?考慮彎曲剛性的情況-2/313/35機(jī)械Impedance；機(jī)械Impedance

的虛部是0也就是說、按照以下方式，平板的自由彎曲波的波數(shù)因音波而不同，但是與強(qiáng)制彎曲波的波數(shù)一致、透過率為最大。；Coincidence効果

；平板的自由彎曲波的波數(shù)根據(jù)該關(guān)系公式Coincidence効果出現(xiàn)最低的頻率稱之為限界頻率、用下列公式表示

放射音波的伝播方向波面波面遮音?考慮彎曲剛性的情況-3/314/35在２重壁間，形成音響系、輸入頻率與氣柱共鳴頻率一致

遮音壁遮音?根據(jù)2重壁間的音響特性特點(diǎn)，性能低15/35010152025100頻率Hz2005001k2ｋ5ｋ10k5透過損失的増加分（ｄB)ddd；空隙沒有吸音材料的2重壁d=4cmd=7.5cmd=15cm遮音特性-沒有吸音材料的多重壁16/35質(zhì)量則～20logm?ｆｆc頻率透過損失遮音特性(a)一體振動(dòng)Panel17/35ｆc頻率透過損失ｆrmd空心遮音特性(b)中空Panel18/35質(zhì)量則～20logm?ｆｆc頻率透過損失剛性材料遮音特性(ｃ)鋼性材料夾層構(gòu)造19/35質(zhì)量則～20logm?ｆｆc頻率透過損失ｆrmd中空Panel多孔材料遮音特性(ｄ)多孔材料夾層構(gòu)造20/35質(zhì)量則～20logm?ｆ頻率透過損失ｆrmd発泡材料遮音特性(ｅ)発泡材料夾層構(gòu)造21/35質(zhì)量則～20logm?ｆ頻率透過損失Honeycomb材料遮音特性(ｆ)Honeycomb夾層構(gòu)造22/35質(zhì)量則～20logm?ｆ01234567051015202530指標(biāo)K減音量(dB)在音源S與受音點(diǎn)O之間，設(shè)置高屏弊壁的情況的減音量右圖；指標(biāo)K與減音量

的關(guān)系（計(jì)算）

λ；音波的波長(zhǎng)音源S受音點(diǎn)

Oabh隔板、屏弊等的防音23/35多孔質(zhì)吸音材由于被廣泛地運(yùn)用?用有機(jī)質(zhì)、無機(jī)質(zhì)的長(zhǎng)繊維編成了布狀?用Glass等的無機(jī)質(zhì)短繊維成型為板狀?也有用Urethane等的高分子材料、Concrete等的無機(jī)材料、Aluminum等的金屬，發(fā)泡成海棉狀的情況

無論在哪種材料中，都有多數(shù)的間隙與連續(xù)氣泡、因?yàn)榫哂型庑?、?dāng)音波或者流體粒子的振動(dòng)傳到材料中的縫隙時(shí)、?由于流體與材料之間粘性抵抗的原因、音波的運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱能減衰、吸音。因此，多孔質(zhì)吸音材料，空氣或者與水等同様?shù)貍鞑ヒ舨ㄗ鳛橐粯斆劫|(zhì)能夠吸收。?媒質(zhì)固有的値；伝播定數(shù)（伴隨著傳播，振幅、相位產(chǎn)生変化）固有音響Impedance（聲音圧力和粒子速度的比）

論述傳播特性。多孔質(zhì)吸音材料的吸音基礎(chǔ)理論24/3540501002005001,0002,0005,00010,0001.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10吸音率α頻率Hz厚さ′′1′′-25.4mmFelt2-50.83-76.24-101.65-127.06-152.4反射多孔質(zhì)吸音材入射音波１23456對(duì)多孔質(zhì)吸音材的吸音率的厚度的依存性25/35改善內(nèi)容；①1inch厚度的Rockwool、帶孔板（有孔率20%)、精加工空隙２０ｃｍ

②1inch厚度的Rockwool、貼上Saran、精加工空隙２０ｃｍ

③1inch厚度的Rockwool、帶孔板（有孔率10%)、精加工空隙1０ｃｍ

吸音;由吸音材料設(shè)計(jì)的防音例子改善効果（ｄB)26/35：音響能量(watt)：空氣的密度（kg/m3）：空氣中的音速（m/ｓ）：振動(dòng)物體的表面積,或者放射面積（m2）：振動(dòng)速度（m/s）：面積S上的空間平均値：音響放射効率物體振動(dòng)時(shí)、接近物體的空氣中，發(fā)生粒子位移、圧力変動(dòng)、音波波動(dòng)。因振動(dòng)物體不同，放射的音響能量用下列形式表示。音響放射効率是用実際的放射能量與二次方平均速度同樣從振動(dòng)無限平板中的面積的一部分放射能量的比來定義的?？紤]面積的板時(shí)、是用板的振動(dòng)模式?jīng)Q定的、振動(dòng)模式是按照下列參數(shù)変化的。?板的形狀,板厚,材質(zhì)?支持方法?加振方法?頻率?Damping構(gòu)造物的振動(dòng)與音的放射27/350.11110-110-210-310-410-5σ（ｍ，n）（1，1）（1，3）（3，3）（1，2）（2，3）（2，2）mn振動(dòng)模式(m,n)音響放射効率-與振動(dòng)模式的の關(guān)系28/35平面波存在與自由空間在音波伝播方向上是直角面作用在其面上的機(jī)械力面用

的速度運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)瞬時(shí)能量；

平均能量；

平面と是同相位的、各種実効値定義成

每単位面積上的能量稱為音的強(qiáng)度（強(qiáng)度）Mic2Mic1AMP分析計(jì)音響強(qiáng)度計(jì)測(cè)System音響強(qiáng)度29/35音響I強(qiáng)度；每単位面積的能量（音的強(qiáng)度）（音圧×粒子速度）；Vectorρ；空氣密度ｃ；音速橫向位置（X）縱向位置（Y）音的発生、流動(dòng)＜音響強(qiáng)度>30/35振動(dòng)模式建筑物的振動(dòng)與音的放射1/331/35振動(dòng)模式建筑物的振動(dòng)與音的放射２/332/35振動(dòng)模式建筑物的振動(dòng)與音的放射3/333/35（ａ）輪胎側(cè)面強(qiáng)度分布（條件）?標(biāo)準(zhǔn)輪胎?３ｒｄ全負(fù)荷、?50km/h行駛時(shí)（ｂ）強(qiáng)度矢量

高度0.2ｍ位置ΔX,100mmΔY,100mmPositiveNegative90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110dB

XH音響強(qiáng)度測(cè)量音像的例子34/35空氣圧力的変動(dòng)騒音放射構(gòu)造物的振動(dòng)構(gòu)造物的碰撞流體內(nèi)的混亂空洞內(nèi)的脈動(dòng)固體傳播空氣傳播頻率特性頻率特性聲音的產(chǎn)生、除了以上講的由于構(gòu)造物的振動(dòng)原因以外、也有空氣阻力的外界原因。由于以上原因，直接傳遞