基于SEA的空腔結(jié)構(gòu)聲學(xué)建模與吸聲降噪優(yōu)化研究.pdf

1、空腔結(jié)構(gòu)作為汽車、列車等交通工具的艙室和人體的主要接觸區(qū)域，其噪聲的大小與人的乘坐舒適性密切相關(guān)，艙室的聲學(xué)設(shè)計水平直接影響其腔內(nèi)噪聲大小。因此，研究空腔結(jié)構(gòu)的聲學(xué)建模、低噪聲設(shè)計及優(yōu)化方法，控制艙室內(nèi)噪聲，對于改善乘員的乘坐環(huán)境具有重要的理論和工程實際意義。
　　本文基于統(tǒng)計能量分析法(Statistical energy Analysis，簡稱SEA)、正交優(yōu)化理論及混料優(yōu)化設(shè)計方法，在聲腔結(jié)構(gòu)的聲學(xué)建模、降噪優(yōu)化及吸聲材料混

2、料優(yōu)化設(shè)計等方面進(jìn)行研究與探討，其主要工作與成果如下:
　　針對聲腔結(jié)構(gòu)統(tǒng)計能量分析模型中的下限頻率偏高的問題，提出聲腔結(jié)構(gòu)參數(shù)模態(tài)數(shù)靈敏度分析方法，推導(dǎo)空腔結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)模態(tài)數(shù)靈敏度數(shù)學(xué)模型，計算子系統(tǒng)的模態(tài)數(shù)對其厚度、面積、材料密度和空腔體積的一階靈敏度。運用響應(yīng)曲面設(shè)計法判斷各因子對模態(tài)數(shù)的顯著性，通過響應(yīng)優(yōu)化器求解目標(biāo)響應(yīng)條件下各因子的取值范圍，建立能夠初步滿足中頻噪聲預(yù)測的空腔結(jié)構(gòu)SEA模型。從而通過建模實現(xiàn)統(tǒng)計能量分析頻率

3、下限的拓展，為空腔結(jié)構(gòu)中頻噪聲的預(yù)測提供一種新途徑。
　　建立空腔結(jié)構(gòu)的聲輻射功率模型和SEA仿真模型，通過設(shè)置多組仿真試驗計算分析激勵源位置、數(shù)量及特性對聲腔結(jié)構(gòu)振動與聲學(xué)特性的影響，得到多源激勵條件下的顯著激勵源，并通過單源或多源控制的方法實現(xiàn)聲源降噪優(yōu)化。運用正交優(yōu)化的理論和方法，設(shè)計空腔結(jié)構(gòu)吸聲降噪的因素水平及正交優(yōu)化表，并基于VA One軟件所建模型對因素水平的不同組合進(jìn)行仿真計算與優(yōu)化，得到腔內(nèi)評價點的總聲壓級及主要峰

4、值頻率的最優(yōu)組合，為有效進(jìn)行空腔結(jié)構(gòu)噪聲的控制提供依據(jù)。
　　提出混料吸聲設(shè)計的概念和類型，建立混料吸聲的SEA模型，并通過仿真計算研究聚酯、泡沫塑料、鑄造泡沫、聚氨酯、三聚氰胺五種泡沫吸聲材料的吸聲特性。針對均勻混料吸聲材料，對比不同特性的吸聲材料混料組合吸聲性能的優(yōu)越性，探討以評價點聲壓級為控制目標(biāo)和以吸聲材料特性為目標(biāo)的吸聲材料混料優(yōu)化設(shè)計方法，得到滿足降噪要求的多種吸聲材料混料最優(yōu)配比。研究疊層混料吸聲材料的田口設(shè)計方法，