声学包分析模型–整车测试噪声路径贡献
汽车声学建模不一样的汽车噪声解决方法
汽车声学建模不一样的汽车噪声解决方法newmaker导言对于很多汽车生产商来说，一辆汽车的完整声学建模设计依然是一个梦想。
然而，声学仿真方法受到越来越广泛的应用，而且正成为致力减少开发时间的重要设计工具。
声学建模常被误解为是一个可以解决所有问题的魔术工具。
其实到目前为止，声学和振动建模只能够提供重要的建议而不是确切的答案，而且还必须具备在开发和原型阶段就将其当作解决问题的工具的观念才行。
由于不太被人相信，在设计阶段并没有将车辆的所有声学问题考虑在内，因而导致声学问题就在原型或更迟的阶段出现。
假如实验人员能够得到FEM（有限元法）模型，那么声学问题从一开始就可以被考虑到；同时假如设计人员能够明白一份测量报告的真正含义，问题也更容易被解决。
因此说，声学建模应该是一种结合原型开发、以问题解决为导向的额外工具，同时相关的流程可以遵循以下原则步骤。
在设计阶段：1.获得简化的声学FEM模型；2.在估算输入力下，利用BEM或SEA方法评估噪声水平；3.计算出设计阶段是否会出现严重的问题。
在原型阶段：1.从原型获取实验数据和孤立噪声问题；2.获得每个问题的循环模型和检查输入力振幅；3.尝试可能的解决方法和对期望结果进行仿真；4.检验施加在原型上的解决方法；5.利用实验数据完善解决方案。
设计方法以下是从Vibro-Acoustics Science Inc. Application Note(振动声学方面的报刊)引用的一个案例，其描述AUTOSEA仿真软件在车内噪声方面的应用（见图1）。
图1 带有子系统的车辆的AUTOSEA模型就车内噪声而言，典型的问题有：车内噪声水平；噪声源和传递路径；如何降低噪声水平。
为了回答以上问题，导入车辆的FEM模型就显得很有必要了。
这是一种“概念阶段”的典型粗网格模型，大概会生成15万个单元，当然单元数需要减少至大约5万个。
简化的模型必须加以修订，解决某些问题，然后再检查是否还保持原有的特性。
传递路径分析用于车内噪声贡献量的研究
传递路径分析用于车内噪声贡献量的研究车内噪声是一种常见的问题，影响了司机和乘客的舒适性和安全性。
为了研究车内噪声的来源和贡献量，路径分析可以被用于建立车内噪声传递的模型。
传递路径分析是指从噪声源到车内各点的传递过程。
在这个过程中，噪声从源头传递到车内，经过车辆各种部件如轮胎、悬挂系统、引擎盖等，最终到达车内的乘员空间。
这个过程中的每个部件都有可能引入一定的噪声贡献量，因此路径分析可以帮助我们定位噪声源并找到有效的噪声控制措施。
路径分析可以分为两个步骤：建立传递模型和进行路径分析。
建立传递模型是指根据车辆的特性对噪声传递进行建模。
通常的建模过程可以分为三步骤：首先找到主要的噪声源，确定噪声的频率特性和功率谱；其次对每一个噪声传递路径进行建模，考虑传递过程中的各种因素，如传递系数和反射系数等；最后将各个路径的模型汇总起来，得到整个传递模型。
进行路径分析则是根据传递模型对噪声来源和贡献量进行量化。
在路径分析中，可以通过实验室测试和道路测试来获取数据，从而确定噪声的来源和贡献量。
一些常用的路径分析方法包括声功率级法、声贡献分析法和耦合路径分析法等。
一般情况下，路径分析的结果可以用于制定噪声控制策略。
对于确定的噪声源，可以通过改进构件设计、优化隔音材料、降低机械噪声等方式来降低噪声。
另外，对于重要的噪声传递路径，建立隔音工程以阻挡噪声也是一种有效的方法。
在进行路径分析时，还需注意一些问题。
例如，噪声传递模型需要足够精确才能得到可靠的路径分析结果；使用不同的路径分析方法可能会得到不同的结果；并且，由于车内噪声是由多个噪声源产生的，因此路径分析需要考虑多个噪声源的影响。
总的来说，路径分析可以帮助我们了解车内噪声传递的情况，定位噪声源并找到有效的控制措施。
这对于提高车辆的舒适性和安全性都具有重要意义。
除了路径分析，还有其他方法可以用于车内噪声贡献量的研究。
例如，声学定位可以用于确定噪声源的位置，这对于确定噪声控制措施非常有价值。
运用传递路径分析对车内噪声贡献量的研究
运用传递路径分析对车内噪声贡献量的研究佘琪 周鋐同济大学汽车学院【摘要】本文论述了传递路径分析（TPA）的基本原理和典型传递路径分析的操作步骤，并借助LMS/TPA 模块对国产某款乘用车进行了车内噪声的传递路径分析。
文中建立了传递路径分析的模型，通过在实际工况下的测量和仿真，验证了模型的正确性。
最后通过路径贡献分析来识别车内噪声的主要传递路径，为该车的后续开发与改进提供了指导作用。
【关键词】传递路径分析；结构噪声；空气噪声；路径贡献分析；LMS/TPA模块Automotive Interior Noise Contribution Study by Using Transfer Path AnalysisShe Qi, Zhou HongCollege of Automobile, Tongji University[Abstract] This article describes the fundamental theory of Transfer Path Analysis (TPA) and the typical experimental procedure of TPA. With the introduction of LMS/TPA software tool, the automotive interior noise transfer path of a domestic passenger car can be analyzed. In this article, a TPA model is established. With the measurement and simulation in the actual work condition, the model is verified. Finally, by using path contribution analysis, the main transfer path of automotive interior noise can be identified. This article can guide the development and improvement of the passenger car.[Key Words] Transfer Path Analysis; Structure‐Borne Noise; Air‐Borne Noise; Path Contribution Analysis; LMS/TPA software tool引言在汽车的设计开发过程中，车内噪声和振动是评价车辆性能的重要指标之一。
传递路径分析用于车内噪声贡献量的研究
ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｓ ｏ ｓ ｕ ｃ ｉｎ ｏ ｈ ｉ ｒ ｎ ｆｒ ｐ ｔ ｆａ ｔ ｍｏ ｉｅ ｉ ｔｒｏ ｏｓ ｎ ｒ ｉ ｇ ｆｒ ｅ ｉｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｔｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｆ ｎ ｔ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｔ ｓｅ ａｈ ｏ ｕ ｏ ｔ ｎ ｅ ｒ ｎ ｉｅ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｎ ｏ ｃ ｎ ｉａｅ ｔ ａ ｈ ｏ ａ ｖ ｉ ｃ ｎ ｒ ｕ ｉｎ ａ ｏ ｇ Ｄｉ ｃｉｎ Ｚ ｏ ｘ ａ ｓ ｐ ｐ ａ ｇｎ ｏｎ ｉ ｌ ａ ｓ ｄ ｂ ｔ ｗｏ ｋ ｎ ｒ ｅ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｆ２ ． Ｈｚ ｏ ｔ ｂ ｔ ｌ ｎ ｒ ｔ ｆｅ ｈ ｕ ｔ ｉｅ ｈ ｎ ｉ ｇｐ ｉ ｔ ｓ ｍａｎ ｙ ｃ ｕ ｅ ｙ ｉ ｒ ｉ ｇ ｆ ｃ ｔ ｅ ｕ ｎ ｙ ｏ ６ ７ ， ｉ ｏ ｅ ｏ ｉ ｓ ｏ ｆ
ｉ ｎ ｔ ｅ ｏ ｄ ｈ ｏ ｃ ａ ｓ ｄ ｂ ｉｒ ｔ ｎ ｏ ｅ ｏ ｄ ｏ ｄ ｒｆｅ ｕ ｎ ｙ ｏ ｎ ｉ ｅ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ａ ｐ ｉ ｓｔ ｎ ｉ ｅ ｍｏ ｎ ｉｇ ｎ ａ ｏｈ ｒｗ ｒ ，ｔ ｅ ｆｒ ｅ ｃ ｕ ｅ ｙ ｖｂ ａｉ ｆｓ ｃ ｎ － ｒ ｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｆ ｇｎ ； ｈ ａ ｐ ｌ ｏ ｅ ｇ ｎ ｕ ｔ ｏ ｅ ｅ ｎ ａ ｄ ｓ ｕ ｄ ｒ ｄ ａｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｇｎ ｕ ｆｃ ． ｎ ｏ ｎ ａ ｉｔ ｎ ｔ ｎ ｉ ｅ 车辆 内部 噪声
传 递 路径分 析
模 型
中图分类 号 ： ４ １ 文献标 识码 ： 文章 编号 ：００ ３０ ｆ０００ — ０６ ０ Ｕ６ Ａ １０— ７３２ １ ）３０ １— ４
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｔ ｍｏ ｉ ｅ Ｉ ｔｒｏ ｉｅ Ｃｏ ｔ ｉ ｕ ｉ ｎ ｂ ｔ ｄ ｆＡｕ ｏ ｔ ｎ ｅ ｉ ｒ Ｎｏ ｓ ｎ ｒｂ ｔ ｙ ｖ ｏ
基于Virtual.Lab Acoustics 的轿车乘员舱结构噪声分析
基于b Acoustics 的轿车乘员舱结构噪声分析周建文王晓光周舟长安汽车股份有限公司汽车工程研究院CAE所摘要:本文介绍了常用的声学边界元分析方法，并基于LMS b Acoustics软件，针对某轿车进行了车内声模态、驾驶员耳侧声压、面板贡献量分析PCA(Panel Contribution Analysis)、传递路径分析TPA(Transfer Path Analysis)、接附点导纳IPI(Input Point Inertance)等分析。
综合分析结果，找出了弱点，为车身等结构的改进提供了依据。
关键词:声模态声压 TPA PCA IPIAbstract: In this paper, the method of BEM analysis is introduced. Based on LMS b Acoustics, cab acoustic modes analysis, analysis of sound pressure at driver’s ear, PCA, TPA, IPI analysis of one car are performed. According to these results weaknesses are obtained and the work is helpful for improving the body structure of the car.Key words: acoustic mode, sound pressure, TPA, PCA, IPI1 概述噪声问题在汽车工业中已经引起了人们的普遍关注和重视，特别是近年来随着人们对轿车乘坐舒适性的要求越来越高，减振降噪已经成为汽车开发中越来越重要的环节。
因此，在汽车设计初期就预测车内振动噪声水平，提出有效减振降噪方案，可以大大的提高开发效率，降低开发成本。
乘员舱是典型的弹性薄壁腔体结构，其内部噪声除了由外部辐射噪声传入车内外，主要由壁板结构振动与车内空气产生强烈耦合作用引起的低频轰鸣噪声。
车内中频噪声FE-SEA混合建模及分析方法
车内中频噪声FE-SEA混合建模及分析方法车内中频噪声是指频率范围在100 Hz到10 kHz之间的噪声，主要来源于引擎、变速箱和底盘。
为了减少车内中频噪声对人体健康的影响，需要采用建模和分析方法来预测和优化车内中频噪声水平，其中FE-SEA混合建模及分析方法是一种有效的方法。
FE-SEA混合建模技术是有限元和统计能量分析相结合的一种方法。
它通过将车辆结构分成有限元网格，并考虑分布在结构表面上的机械振动源的振幅、相位和入射角等参数，然后使用统计能量分析方法来估计噪声传递路径对车内声压水平的贡献。
具体来说，该方法可以分为以下步骤：1.有限元建模：对车辆结构进行有限元建模，将车辆结构分成小单元，每个单元的振动特性可以通过有限元分析进行计算。
2.机械振动源建模：将机械振动源视为点源，并估计其振幅、相位和入射角等参数。
3.传递路径建模：通过分析车辆结构的机械振动源和有限元模型中的弯曲、扭曲和屈挠等模态，确定声波传播路径以及各传递路径的贡献。
4.统计能量分析：将传递路径的声波能量汇总，并计算其对车内声压的贡献。
5.结果分析：对计算得到的结果进行分析，包括识别主要的车体振动模态和传递路径、确定主要噪声源和传递路径、分析各传递路径的贡献以及提出优化措施等。
FE-SEA混合建模技术具有以下优点：1.可以考虑模态交叉项对声压的贡献，以及车辆结构的频率响应特性。
2.能够较准确地预测车内噪声水平，为优化车辆结构提供指导。
3.可以在优化车辆结构前进行多种方案的评估，节省优化设计的时间和成本。
4.为了进一步提高该方法的预测精度，可以添加实测数据用于校准计算结果。
综上所述，FE-SEA混合建模及分析方法是一种有效的方法，可以对车内中频噪声进行预测和优化。
通过该方法，可以识别和定位主要的噪声源，确定主要传递路径，提供优化车辆结构的指导，从而提高行驶舒适性和充分保护人体健康。
FE-SEA混合建模技术在汽车行业中的应用非常广泛。
NTF、ODS、PFP确定车内噪声贡献面板方法
V ol 36No.2Apr.2016噪声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第36卷第2期2016年4月文章编号：1006-1355(2016)02-0108-04NTF 、ODS 、PFP 确定车内噪声贡献面板方法杨磊1,2，邓松1,2，杨双1,2(1.武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，武汉430070；2.武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心，武汉430070)摘要：首先建立客车结构噪声传递函数模型分析车内噪声峰值频率点。
然后通过工作变形分析函数模型分析在这些噪声峰值频率点车身发生振动变形较大的位置。
将这些振动变形较大的位置设置成噪声贡献面板，建立面板声学贡献量分析模型来确定这些面板对车内噪声水平贡献程度，确定板件对车内声压影响主次关系。
该方法为车内噪声评估和车身面板优化提供有效理论指导。
关键词：声学；车内噪声；噪声传递函数；工作变形分析；面板声学贡献量中图分类号：U491.9+1文献标识码：ADOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2016.02.024Determination of Contribution Panels of Vehicle ’s Interior NoiseUsing NTF,ODS and PFPYANG Lei 1,2，DENGSong 1,2，YANGShuang 1,2(1.Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China;2.Hubei Collaborative Innovation Center for Automotive Components Technology,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China )Abstract :The noise transfer function (NTF)model of a bus body was established to evaluate the peak frequencies of the interior noise.Then,the large deformation of the bus body model was analyzed at the peak frequencies of the interior noise based on the theory of the operational deflection shape (ODS).The positions of the large deformation were defined as the noise contribution panels.The acoustic contributions of these panels to the interior noise level were estimated according to the analysis of the participation factor panel (PFP).The results provide valuable guidelines for the determination of contribution panels of vehicle ’s interior noise.Key words :acoustics;vehicle ’s interior noise;noise transfer function (NTF);operational deflection shape (ODS);participation factor panel (PFP)车辆开发前期阶段，运用虚拟技术分析手段来预测车内噪声水平，分析低频、中频和高频内噪产生机理并采取相应预防措施优化车内噪声，避免开发后期进行重复设计和分析，从而达到提高车内声品质和降低成本的目的。
声学测量与分析在车辆噪声控制中的应用
声学测量与分析在车辆噪声控制中的应用一、背景介绍车辆噪声是城市环境中的主要污染源之一，不仅给驾驶员和乘客带来不适，还对周围居民的生活质量产生负面影响。
为了解决这一问题，声学测量与分析技术被广泛应用于车辆噪声控制中。
本商业计划书将介绍声学测量与分析在车辆噪声控制中的应用，并提出一个商业化的解决方案。
二、市场分析1. 市场规模根据统计数据显示，全球汽车保有量不断增长，车辆噪声问题日益突出。
据预测，未来几年内，全球车辆噪声控制市场将保持稳定增长。
2. 市场需求随着人们对舒适性和安静环境的需求增加，对车辆噪声控制的要求也不断提高。
消费者对车辆噪声的敏感度不断增加，对降低车辆噪声的需求也日益迫切。
3. 市场竞争目前，声学测量与分析技术在车辆噪声控制领域已经有一定的应用，但市场上缺乏综合解决方案，存在着一定的竞争空间。
三、产品与服务我们的产品与服务主要包括以下几个方面：1. 声学测量与分析仪器的研发与生产：我们将研发高精度、高效率的声学测量与分析仪器，以满足客户对车辆噪声控制的需求。
2. 噪声控制解决方案的提供：我们将根据客户的需求，提供全面的噪声控制解决方案，包括测量、分析、设计和优化等环节。
3. 技术咨询与培训：我们将提供技术咨询与培训服务，帮助客户更好地理解和应用声学测量与分析技术。
四、商业模式我们的商业模式主要包括以下几个方面：1. 产品销售：我们将通过直销和代理商渠道销售声学测量与分析仪器，以获取销售收入。
2. 解决方案销售：我们将根据客户的需求提供定制化的噪声控制解决方案，并通过解决方案的销售获取收入。
3. 技术咨询与培训服务：我们将向客户提供技术咨询与培训服务，以获取咨询和培训费用。
五、市场推广为了推广我们的产品与服务，我们将采取以下几种市场推广策略：1. 与汽车制造商合作：与汽车制造商合作，为其提供声学测量与分析解决方案，以提高其产品的竞争力。
2. 参展展览会：参加相关的展览会，展示我们的产品与解决方案，吸引潜在客户的关注。
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孔隙率(Porosity)
卷曲率(Tortuosity)： 结构因子
特点：
纤维直径：1~10 μm 流阻(Flow Resistivity)
举例：吸声材料物理属性和参数
SampleName ImpTubeCorr Porosity AirFlow Tortuosity VCL Viscous Char. Length (mm) TCL Thermal Char. Length (mm) Density (kg/m^3) Youngs (Pa) Poissons SLF Structural Loss Factor Temp Pres Thickness (mm) Slab foam 1 (24 kg/m3, 45 lb/50sinch IFD hardness, 1.3-1.8 air perm in cf/min, fine cells, 150% elasticity as elongation, 117 C glass trans temp by DMA) Viscoelastic foam 10a (1", no skin, 52 kg/m3 density, 23% compression set, 0.11 cf/min air perm, 1.5-2.5 mm cell diameter, 35% ball rebound, -52 C glass trans temp by DMA Viscoelastic foam 10c (0.5", with skin, 52 kg/m3 density, 23% compression set, 0.11 cf/min air perm, 1.5-2.5 mm cell diameter, 35% ball rebound, -52 C glass trans temp by DMA Viscoelastic foam 11 (no skin, 65 kg/m3 density, 30% compression set, 0.25 cf/min air perm, 0.4-1.0 mm cell diameter, 22% ball rebound, -35 C glass trans temp by DMA Viscoelastic foam 12 (with skin, 65 kg/m3 density, 30% compression set, 0.25 cf/min air perm, 0.4-1.0 mm cell diameter, 22% ball rebound, -35 C glass trans temp by DMA Viscoelastic foam 13 (0.5" foam + 0.25" elastomer, 52 kg/m3 density, 23% compression set, 0.11 cf/min air perm, 1.5-2.5 mm cell diameter, 35% ball rebound, -52 C glass trans temp by DMA Molded carpet underlay foam 14 (48 kg/m3, 130 N hardness by IFD @25%, air perm and cell structure TBD, 105% elong elasticity, glass trans temp by DMA TBD) Molded carpet underlay foam 15 (59 kg/m3, hardness TBD, air perm,cell structure, elasticity as elong, glass trans temp by DMA all TBD) Molded HR foam 16 (52 kg/m3, 260-280 N hardness as IFD @ 25%, 4.2 air perm in cf/min, fine cells, 105-115% elasticity as elongation, 130 C glass trans temp by DMA) Molded HR foam 17 (52 kg/m3, 260-280 N hardness as IFD @ 25%, 1.7 air perm in cf/min, normal cells, 105-115% elasticity as elongation, 130 C glass trans temp by DMA) Slab foam 2 (48 kg/m3, 135 lb/50sinch IFD hardness, 1.08 air perm in cf/min, fine cells, 80% elasticity as elongation, 121 C glass trans temp by DMA) Molded HR foam 18 (37 kg/m3, 280-3000 N hardness as IFD @ 25%, 11.7 air perm in cf/min, normal cells, 105-115% elasticity as elongation, 130 C glass trans temp by DMA) LP 1800 Slab foam 3 polyester, 0.5" thick (64 kg/m3, 50 lb/50sinch IFD hardness, 0.37 air perm in cf/min, fine cells, 300% elasticity as elongation, n/a C glass trans temp by DMA)
22
1000
24.06
AM.2/02.12
0.8949507
137797.2
1
502.55
965.47
51.2385
48091
0.34908
0.29925
23.82
978.39
14.65
AM.2/02.13
空气传声
1. 2. 3. 4. 降低声源强度 封堵无用孔洞 阻隔噪声通道 在路径上增加声传 损失STL 5. 在路径上和车内采 用吸声措施
特征：低中频< 400Hz
特征：中高频> 250Hz
第二节
声学包常用计算公式
声传递损失STL与刚度、阻尼、质量的关系 声传损失STL的测试方法 声衰减NR与声传损失STL的互换关系 插入损失IL与声衰减NR和声传损失STL互换 关系 吸声系数α，以及特定结构对α的影响
弯曲振动平面波产生的声辐射概念
超音速弯曲振动平面波 Cw > C 边界y=0,
亚音速弯曲振动平面波 Cw < C
弯曲振动平面波 Cw = C
巧合频率，声辐射最强。
巧合频率（coincidence frequency)
举例：铝材 弹性模量 = 72E9 Pa 板材厚度 = 5 mm 材料密度 = 2.7E3 kg/m3 Poisson’s ration = 0.34 耦合频率 = 2300 Hz
AM.2/02.1
0.9868135
22808.9
1.3333
34.367
290.27
24.76583
228710
0.088191
0.11866
24.64
985.77
25.77
AM.2/02.10
0.964208
93017.93
1
3.5144
1000
48.85099
55706
0.37899
0.3007
C2
12 ∙ρ (1−υ 2 ) E
=2963 Hz
传递损失TL与刚度、阻尼、质量关系
声传损失STL的工程测试方法
STL 声传损失定义式
传递系数
反射 混响室 入射
损失 消声室 传递
插入损失IL
IL – Insertion Loss 插入损失定义式
反射 混响室 入射
损失 传递 消声室
声衰减NR
第三节
声学包 - 主体部件及结构特征
汽车声学包的分布形式 吸声材料关键的物理属性和参数 隔声材料物理特点 隔、吸声材料的多层组合形式
汽车声学包分布
仓盖/机仓吸音、地板阻尼/加强片、顶棚
防火墙 (Firewall)隔/吸声
地板 (Floor pan)
顶棚 (Headliner)隔/吸声
经典噪声控制途径
去除噪声 降低噪声 不产生噪声
源
路径
如果无法去除噪声，设法不让噪声进入
噪声控制 - 优先措施次序
1. 减少或降低噪声源 2. 堵漏 3. 结构设计改造 4. 加强隔、吸声作用
噪声控制 - 路径分类控制策略
结构传声
1. 减小作用力输入 2. 增加底盘连接点 原点动刚度 3. 减小平板件频率 响应介入 4. 在路径上减小底 盘悬置造成的贡 献
30
吸声材料
31
浸透树脂层
32
吸声材料关键的物理属性和参数
多孔吸声材料
纤维声学材料 - 物理特性
玻璃纤维 (glass) 矿物纤维 (mineral) 有机纤维 (organic) 木块、片 (wood) 椰子纤维 (coco) 棉纺织毡(felts) 开口泡沫海绵 (foam) 孔洞一般小于1mm 称为“有损均匀介质”
侧窗玻璃巧合频率
The coincident frequency of an infinite panel of tempered glass (钢化玻璃):
fc = 2π∙h �
C – sound speed of the fluid medium=344 m/sec h - the thickness = 4mm - 材料密度 = 2.44E3 （kg/m3） - 材料泊桑比 = 0.23 E – 材料杨氏模量 = 70E9 Pa