[發(fā)明專利]一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111471061.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114371224B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康英姿;楊金寶;上官文斌;謝新星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/11
• 分類號(hào): G01N29/11;G01N29/44;G06F30/23;G16C60/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 周春麗

1.一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將ABA結(jié)構(gòu)的前處理形成ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)；所述ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)是在ABA結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別添加棉氈材料，其中靠近聲源一側(cè)的棉氈材料為硬層棉氈，遠(yuǎn)離聲源一側(cè)的棉氈材料稱軟層棉氈；

(2)將ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)樣件放置傳遞矩陣測(cè)試裝置內(nèi)部，測(cè)試中根據(jù)ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)的聲波參數(shù)，建立ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)樣件的傳遞矩陣并保存；

傳遞矩陣測(cè)試裝置包括阻抗管、麥克風(fēng)組、數(shù)據(jù)采集裝置、功率放大器、計(jì)算機(jī)；

計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的聲音信號(hào)通過(guò)功率放大器放大和揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)進(jìn)入阻抗管中，麥克風(fēng)組獲取對(duì)應(yīng)位置發(fā)出的聲信號(hào)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡傳遞到計(jì)算機(jī)中；

測(cè)試過(guò)程中，將ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)樣件放置阻抗管內(nèi)部，所述的麥克風(fēng)組一端在阻抗管上，且分布在待測(cè)材料兩側(cè)，麥克風(fēng)組的另一端連接數(shù)據(jù)采集器，麥克風(fēng)組檢測(cè)阻抗管內(nèi)的聲壓信號(hào)，將聲壓信號(hào)分解獲得聲波參數(shù)；

(3)重復(fù)執(zhí)行步驟(2)，測(cè)試ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)中的軟層棉氈和硬層棉氈的傳遞矩陣并保存；

(4)通過(guò)傳遞矩陣逆推法修正的薄膜層傳遞矩陣；傳遞矩陣逆推法的公式為：

式中，T₁為ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)中硬層棉氈的傳遞矩陣；T₂為修正的薄膜層的傳遞矩陣；T₃為ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)中軟層棉氈的傳遞矩陣；T為ABA測(cè)試結(jié)構(gòu)的傳遞矩陣，上標(biāo)-1表示傳遞矩陣的逆矩陣；

(5)測(cè)試ABA結(jié)構(gòu)中的軟層棉氈材料聲學(xué)參數(shù)，并將測(cè)試結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；在有限元計(jì)算軟件中建立棉氈材料傳遞矩陣計(jì)算模型，在傳遞矩陣計(jì)算模型中，將聲學(xué)參數(shù)輸入傳遞矩陣計(jì)算模型中計(jì)算軟層棉氈傳遞矩陣；

(6)測(cè)試ABA結(jié)構(gòu)中的硬層棉氈材料聲學(xué)參，將獲得硬層棉氈的聲學(xué)參數(shù)并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，將聲學(xué)參數(shù)輸入傳遞矩陣計(jì)算模型中以計(jì)算硬層棉氈的傳遞矩陣；

(7)將第步驟(4)～步驟(6)步中計(jì)算得到的修正的薄膜層傳遞矩陣與軟層棉氈、硬層棉氈的傳遞矩陣按照硬層棉氈-修正的薄膜層棉氈-軟層棉氈的順序相乘得到ABA結(jié)構(gòu)整體的傳遞矩陣并利用該傳遞矩陣計(jì)算隨機(jī)入射下的吸聲系數(shù)；

所述修正的薄膜層包括ABA結(jié)構(gòu)的隔聲層、以及位于隔聲層與棉氈材料之間的耦合層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于：所述耦合層是棉氈材料通過(guò)EAA膠膜高溫加熱粘結(jié)在PE薄膜兩側(cè)上形成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于：所述聲波參數(shù)包括入射聲波、反射聲波、透射聲波和二次反射聲波。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于：在有限元計(jì)算軟件中，以ABA結(jié)構(gòu)的前表面為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立阻抗管模型；阻抗管模型包括發(fā)聲管、棉氈材料、受聲管以及麥克風(fēng)組，麥克風(fēng)組分布在棉氈材料兩側(cè)，將測(cè)試得到的待測(cè)材料的聲學(xué)參數(shù)輸入有限元計(jì)算模型，設(shè)置模型末端吸聲系數(shù)，計(jì)算材料前、后表面的聲壓、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度；設(shè)置不同的模型末端吸聲系數(shù)，計(jì)算材料前、后表面的聲壓、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，根據(jù)兩組材料前、后表面的聲壓、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，計(jì)算待測(cè)材料的傳遞矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于：步驟(5)和步驟(6)的測(cè)試包括：通過(guò)阻抗管吸聲試驗(yàn)測(cè)試待測(cè)材料的垂直入射吸聲系數(shù)，通過(guò)流阻率試驗(yàn)測(cè)試流阻率，通過(guò)孔隙率試驗(yàn)測(cè)試孔隙率；將垂直入射吸聲系數(shù)、流阻率、孔隙率測(cè)試結(jié)果輸入曲折因子、特征長(zhǎng)度參數(shù)計(jì)算軟件，計(jì)算待測(cè)材料的曲折因子以及特征長(zhǎng)度；通過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)測(cè)試待測(cè)材料的楊氏模量、阻尼損耗因子，最后將測(cè)試結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于：所述棉氈材料傳遞矩陣計(jì)算模型中，棉氈材料選用唯象模型，棉氈材料的唯象模型具體選擇為JCA模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于：所述聲學(xué)參數(shù)包括流阻率、孔隙率、曲折因子、特征長(zhǎng)度；物理參數(shù)包括厚度、密度。