畢業(yè)論文范文——基于FE-SEA混合法的中空型材隔聲仿真研究

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1、西安航空職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文基于FE-SEA混合法的中空型材隔聲仿真研究姓名：專業(yè)：?航空電子班級：完成日期：指導(dǎo)教師:摘要：高速動車組車體地板的隔聲性能直接影響噪聲向車內(nèi)的傳播，如何準(zhǔn)確預(yù)測地板隔聲量成為降噪地板設(shè)計方案的關(guān)鍵技術(shù)。本文基于FE-SEA混合方法對某高速動車組地板型材進(jìn)行隔聲仿真研究，根據(jù)混響室隔聲測試標(biāo)準(zhǔn)測試了地板樣件的隔聲數(shù)據(jù)，并通過錘擊法測取了地板樣件的阻尼損耗因子，以用到FE-SEA地板模型中計算隔聲量，計算結(jié)果與試驗結(jié)果在1000Hz以下吻合較好，為降噪地板設(shè)計提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：中空型材隔聲量聲學(xué)仿真FE-SEA混合法1引言高速動車組車

2、內(nèi)噪聲嚴(yán)重影響乘客的舒適性，大量的工程研究數(shù)據(jù)表明車下振動噪聲是車內(nèi)噪聲的主要來源，而車體地板的隔聲性能直接影響車下噪聲向車內(nèi)的傳播，因此研究降噪地板方案尤為重要[1]。高速動車組車體地板大多為中空鋁型材結(jié)構(gòu)，這種復(fù)雜的型材結(jié)構(gòu)獲取其隔聲數(shù)據(jù)目前通過試驗測試可以得到較為準(zhǔn)確的隔聲量，但工程化過程中需要得到一種有效的仿真手段對其隔聲效果進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，以便節(jié)省試驗成本，縮短設(shè)計周期，為將來降噪地板的設(shè)計提供依據(jù)。本文以某高速動車組車體地板為樣件，對其隔聲性能、阻尼損耗因子進(jìn)行了試驗測試研究，憑借試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了樣件原比例仿真建模，預(yù)測計算了隔聲量，并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行

3、了對比分析，結(jié)果顯示1000Hz下，仿真與試驗吻合較好。2地板試驗測試2.1隔聲量測試目前結(jié)構(gòu)隔聲測試方法主要有混響室方法、隔聲箱法、混響室—消聲箱和混響室—消聲室方法以及混響室—半消聲室方法等[2]。本文采用混響室法對地板型材樣件進(jìn)行了隔聲測試，同時測試了接收室的混響時間，對隔聲量進(jìn)行了混響修正。樣件尺寸為1.2mX1.5m，總厚度40mm。地板樣件試驗安裝環(huán)境如圖1所示，為了對隔聲仿真建模提供參數(shù)輸入，同時對比分析仿真與試驗數(shù)據(jù)，以便不斷修正仿真模型，在樣件的兩側(cè)分別布置了4個加速度傳感器，每側(cè)均有兩個傳感器安裝在筋板對應(yīng)的面板位置，兩個傳感器安裝在夾層空

4、腔對應(yīng)的面板上，后續(xù)章節(jié)的錘擊試驗獲取阻尼因子時振動傳感器布置方式與此一致，樣件測試安裝狀態(tài)如圖1所示：圖1地板樣件安裝示意圖地板樣件隔聲及振動數(shù)據(jù)如圖2和圖3所示：圖2地板隔聲試驗數(shù)據(jù)圖3地板振動試驗數(shù)據(jù)2.2阻尼損耗因子測試為了仿真建模與測試安裝條件一致，阻尼損耗因子DLF的測試也在上述安裝狀態(tài)下進(jìn)行，采用了第2.1章節(jié)的振動布點方式，以獲取整個地板樣件的阻尼損耗因子。試驗中，分別在兩側(cè)筋板和空腔對應(yīng)的兩個點周圍用力錘進(jìn)行敲擊測試響應(yīng)，由此至少獲取32條振動響應(yīng)數(shù)據(jù)，對每條振動響應(yīng)時域數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，得到1/3倍頻程下各頻段的衰減斜率或者說T60，取算術(shù)

5、平均后得到最后的T60進(jìn)行阻尼損耗因子的計算[3][4]。阻尼損耗因子與衰減時間T60的關(guān)系式為：DLFfc=2.2fcT60fc錘擊法測試阻尼損耗因子的試驗場景如圖4所示：圖4阻尼損耗因子測試示意圖地板樣件阻尼損耗因子結(jié)果如圖5所示：圖5阻尼損耗因子試驗結(jié)果3地板隔聲仿真研究本文主要在50Hz-1000Hz頻段內(nèi)研究樣件的隔聲仿真模型，首先對地板型材樣件分別進(jìn)行周期建模、40mm等效單層板模型以及型材上下兩側(cè)面板進(jìn)行模態(tài)計算，研究它們的振動特性[5]。如圖6和圖7所示為地板樣件不同的隔聲仿真模型：圖6隔聲量仿真-周期建模圖7隔聲量仿真-FE-SEA混合建模模

6、態(tài)計算結(jié)果如圖8所示：圖8不同仿真模型的模態(tài)數(shù)對比結(jié)果計算結(jié)果表明：40mm等效板在1000Hz以下頻段與中空型材模態(tài)密度基本一致，說明在50Hz-1000Hz頻段內(nèi)中空型材呈現(xiàn)整體振動特性，因此用40mmSEA等效板是可以替代中空型材在VAone中進(jìn)行隔聲仿真建模。按照地板樣件隔聲測試安裝條件對40mm等效板加載周邊硬約束并加載試驗測試的阻尼損耗因子，實行FE-SEA混合建模，進(jìn)行模態(tài)、振動機(jī)隔聲建模計算。圖9和圖10所示為仿真結(jié)果和試驗結(jié)果的振動速度對比：圖91000Hz內(nèi)振動速度仿真與試驗對比結(jié)果圖101000Hz內(nèi)隔聲量仿真與試驗對比結(jié)果從上圖可以看出

7、，在50Hz-1000Hz內(nèi)，平均振動速度的仿真與試驗結(jié)果基本吻合，而隔聲量也基本一致，結(jié)果表明：采用FE-SEA混合方法對地板樣件進(jìn)行隔聲仿真，在1000Hz以下頻段是可靠且合理的。4結(jié)論本文以地板中空型材為樣件，依據(jù)混響室法進(jìn)行了隔聲測試并同時測試了樣件振動水平，研究并測試了安裝狀態(tài)下阻尼損耗因子，以此作為仿真模型的參數(shù)輸入；同時研究了FE-SEA混合隔聲建模方法，仿真計算了地板樣件的隔聲量，與試驗結(jié)果對比分析可知，在1000Hz頻段下，采用FE-SEA混合法進(jìn)行中空型材的隔聲仿真預(yù)測是可靠的。參考文獻(xiàn)[1]沈艷祥,高速動車組地板結(jié)構(gòu)隔聲試驗機(jī)仿真研究,碩

8、士學(xué)位論文.北京交通大學(xué),2003[2