汽車試驗技術 課件 7.3.4 聲學基礎

項目七NVH性能試驗

物體振動時激勵著它周圍的空氣質點振動，由于空氣具有可壓縮性，在質點的相互作用下，振動物體四周的空氣就交替地產(chǎn)生壓縮與膨脹，并且逐漸向外傳播，從而形成聲波。聲波的概念7.3.4聲學基礎聲波的基本物理量聲壓質點振動位移質點振動速度聲阻抗聲強聲功率聲波的基本物理量7.3.4聲學基礎

聲波作用于物體上的效果產(chǎn)生聲壓P，單位是Pa（帕）。聲波引起的壓強變化是疊加在大氣壓之上，因此，測量的聲壓是變化的聲壓與靜壓強之差，聲壓變化的平均值為零，所以，平均聲壓不是一個有用的參量。而人耳對瞬時聲壓波動也沒有響應，但對動態(tài)聲壓的均方根值（RMS）有響應，且平均響應時間間隔約為35ms。因此，聲壓測量的是有效聲壓。以正常人耳的聽覺為例，在1000Hz的頻率下，可聽到的最弱的聲壓為2乘10的-5次方Pa，稱之為聽閾聲壓，人耳感覺疼痛的聲壓為20Pa，稱之為痛閾聲壓。聲壓7.3.4聲學基礎質點振動位移

質點振動的位移是相對于平衡位置的位移，通常，空氣中聲波振動的幅度非常小，大約在10-7mm到數(shù)毫米之間，位移下限對應于聽閾，上限對應于痛閾。因為振動位移太小，而位移又很難直接測量到。質點振動速度

振動速度是指聲波的傳播引起小部分介質波動的速度，而非聲速，振動速度遠小于聲速。測量質點振動速度的應用之一是測量聲強。我們知道聲強大小也等于聲壓與質點速度的乘積，因此，有一種聲強探頭稱為聲壓-粒子速度探頭（Pressure-(Particle)Velocityprobe，P-V探頭）如圖4.13所示，則是通過測量粒子的振動速度來測量聲強。7.3.4聲學基礎聲阻抗

聲阻抗是界面上平均有效聲壓對通過該界面的有效體積速度之比，為復值函數(shù)，實部對應聲阻，虛部對應聲抗。聲波傳播時引起介質振動需要克服阻力，聲阻抗越大，則推動介質所需要的聲壓就越大，聲阻抗越小則所需聲壓就越小。聲強

指單位時間內(nèi)，通過與聲波前進方向垂直的單位面積上的聲能（見圖4.14）。聲強是矢量，可以簡單地認為某點的聲強＝該點的聲壓×質點的速度。以I表示，單位是W/m2。通常通過聲強探頭來測量聲強。7.3.4聲學基礎聲功率

聲源在單位時間內(nèi)輻射的總聲能，稱之為聲源的聲功率，用P表示，單位是W，它等于包圍聲源的一個封閉面上的聲強總和。7.3.4聲學基礎聲波的傳播特性聲波的傳播特性平面聲波球面聲波柱面聲波7.3.4聲學基礎常見聲場常見聲場自由場擴散場7.3.4聲學基礎自由場

自由場指一種理想化的聲場，其各處的聲能量流方向均背離聲源，聲壓和聲強均隨測量點離聲源距離的增加按反平方律而降低。7.3.4聲學基礎擴散場

擴散場也稱為混響場。在混響場中，聲波來回地發(fā)生全反射，從而使得各處的聲強都等于零。從統(tǒng)計觀點來講，可認為聲束通過任何位