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

1、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)：舟亢空電子班 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)測地板隔聲最成為降噪地板設(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)行隔聲仿真硏究，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引言高速動車組車內(nèi)噪聲嚴(yán)重影響乘客的舒適性，大量的工

2、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川。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，但工程化過程屮需要得到一種 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，對英隔聲性能、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)行了對 比分析，結(jié)果顯示1000hz下，仿真與試驗吻合較好。2地

3、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、混響室一消聲箱和混響室一消聲 室方法以及混響室一半消聲室方法等囚。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40mm0地板樣件試驗安裝壞境如圖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

4、裝狀態(tài)如圖1所示:圖1地板樣件安裝示意圖離測試 板邊緘 100mm地板樣件隔聲及振動數(shù)據(jù)如圖2和圖3所示:(hp)迨we隔尸量(db)頻率(hz)t-抱柢樣洋40355 o圖2地板隔聲試驗數(shù)據(jù)振動水平1/3 octave (hz)+聲涯空利q)m豐蚤圖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,采用了笫2丄章節(jié)的振動布點方式，以獲取整個地板樣件的阻尼損耗因子。試驗屮，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

5、頻段的衰減斜率或者說t60,取算 術(shù)平均后得到最后的t60進(jìn)行阻尼損耗因子的計算。阻尼損耗因子與衰減時間t60的關(guān)系式為:dlf(fj = 2.2/附60伉)錘擊法測試阻尼損耗因子的試驗場景如圖4所示:圖4阻尼損耗因了測試示意圖地板樣件阻尼損耗因了結(jié)果如圖5所示:阻尼損耗因子圖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。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

6、模態(tài)計算結(jié)果如圖8所示:* sea40mm eq riodsetbon 侮 sea20mm jummum6 sea25mm muminum pcriodc fe extixicd sectionfrequency (hz)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：4()mm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 50hz1000hz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等效板加載周邊破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

7、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：0 00h0 0001： 心:- momsmail ckmpcd tfst parm mlasiavg(±uj) ajqoea7/frequency (hzj圖9 1000hz內(nèi)振動速度仿真與試驗對比結(jié)果10(8p) uon*e“uim>-圖1() kxjohz內(nèi)隔聲量仿真與試驗對比結(jié)果從上圖可以看出，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：釆用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)論本文以地板屮空型

8、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，碩士學(xué)位論文.北京交通大學(xué)，2003建筑隔聲測試規(guī)范gbj75-84中國建筑i：業(yè)岀版社.19853 陸紅艷，板結(jié)構(gòu)的振動聲輻射及其隔聲性能研究.碩士學(xué)位論文.武漢理工大學(xué),20034 curnfare k a. the radiatio

9、n modes of baffled finite plates. journal of the acoustical society of america, 1995,98( 3):15701580.5 黎勝,趙徳有.用有限元/邊界元方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)聲輻射的模態(tài)分析j.聲學(xué)學(xué)報,2001, 26(2) : 174179論文的寫作過程確實是個艱苦的歷程，但是自己還是盡力地投入到這項工作中去，不斷地 搜集資料，修改與整理論文，英屮的艱辛可想而知。幸運的是，在論文的撰寫過程中，我得到了導(dǎo)師的幫助，在此向他表示深深的感謝。導(dǎo) 師總是及時、耐心地引導(dǎo)我該怎么樣去寫好論文并對論文提出了許多寶貴的意見，從導(dǎo)師那