声学材料在汽车降噪中的应用研究

作     者：杨晨 

作者单位：上海工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵波

授予年度：2015年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：声学材料 吸声系数 耦合仿真 缩减阻抗矩阵法 

摘      要：科技飞速发展的今天,社会不断的进步,人们的生活水平也稳步提高。消费者购买汽车时,在注重汽车动力性、经济性的同时,也注重其乘坐舒适性。汽车噪声作为乘坐舒适性的一项重要指标,越来越受到关注。为了达到降噪的目的,研究人员以及工程师们在汽车噪声控制方面进行了大量的研究工作,取得了显著的成果。本文基于有限元方法,使用ACTRAN软件,将由声学材料组成的内饰模型应用到由车身模型和乘客舱模型组成的耦合系统中,研究了声学材料的降噪效果,并对声学材料的相关属性的降噪效果进行了深入的研究。首先,本文所用的声学材料是粘弹性阻尼材料和多孔吸声材料,在其理论模型的基础上,建立了声学材料的基本模型。基于传递函数法,对多孔吸声材料的吸声系数进行了试验研究,吸声系数是材料降噪性能的直观反映,也可以通过这种方法初步选择吸声材料。其次,在模态理论基础上,对汽车车身以及乘客舱声空间进行了模态分析,反应了车身的固有特性以及车内噪声特性。然后进行了车身和乘客舱的耦合分析,通过改变激励的大小,将分析结果中驾驶员右耳处的声压级调整为约75d B。在此基础上,将声学材料添加到耦合系统中顶棚和底板位置,基于缩减阻抗矩阵法进行耦合分析。结果表明,添加声学材料后,驾驶员右耳处声压级有了大幅的下降,降幅约13d B。最后研究了阻尼材料和多孔吸声材料不同属性的降噪效果。将添加了声学材料的耦合模型作为标准模型,然后改变声学材料的相关属性,对新模型进行声学分析。主要分析了顶棚声学材料和底板声学材料的单独降噪效果,多孔吸声材料的厚度、流阻率以及孔隙率的降噪效果,粘弹性阻尼材料的杨氏模量和阻尼系数的降噪效果。通过研究,可以获得声学材料相关属性的降噪规律,这对汽车噪声控制有一定的应用价值和借鉴意义。