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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111471061.2
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114371224B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康英姿;楊金寶;上官文斌;謝新星
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: 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

本發(fā)明公開了一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測試方法，包括以下步驟：在ABA結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別添加棉氈材料形成ABA測試結(jié)構(gòu)，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；利用阻抗管隔聲試驗測試ABA測試結(jié)構(gòu)的傳遞矩陣；通過傳遞矩陣逆推法計算得到修正的薄膜層傳遞矩陣；通過聲學(xué)參數(shù)試驗測試并計算軟、硬層棉氈的聲學(xué)參數(shù)；將軟、硬層棉氈的聲學(xué)參數(shù)帶入有限元模型中，計算軟、硬層棉氈的傳遞矩陣；將計算得到的傳遞矩陣按照硬層棉氈?修正的薄膜層?軟層棉氈的順序連續(xù)相乘獲得總傳遞矩陣，并計算隨機(jī)入射吸聲系數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入?射吸聲系數(shù)的測試方法。

背景技術(shù)

隨著生活水平的不斷提高，人們對交通工具內(nèi)的噪聲水平要求越來越高。汽?車噪聲的被動控制主要通過聲學(xué)包來完成，汽車前圍隔音墊是汽車聲學(xué)包的重?要組成部分，主要用于隔絕發(fā)動機(jī)的噪聲傳遞到乘客艙以及吸收乘客艙內(nèi)的聲?音，提高語音清晰度。前圍隔音墊的主要結(jié)構(gòu)為ABA(吸聲層-隔聲層-吸聲層)?結(jié)構(gòu)，其中，吸聲層使用纖維制成的多孔棉氈，主要用來吸收聲音；隔聲層為薄?膜，主要用來隔絕聲音。在ABA結(jié)構(gòu)中，通常將靠近聲源側(cè)的多孔棉氈稱為硬?層棉氈，遠(yuǎn)離聲源側(cè)的稱為軟層棉氈。前圍隔音墊的吸聲系數(shù)是評價其性能的重?要指標(biāo)之一。

目前，想要評價ABA結(jié)構(gòu)的吸聲性能需要先制作設(shè)計的樣件，通過Alpha?Cabin測試箱來測試吸聲系數(shù)并進(jìn)行評價。通過這種方法評價隔音墊的性能，工?作量較大，且加工、測試成本較高(一種多層材料吸隔聲性能預(yù)測裝置及方法)。?因此，通過理論計算的方法得到ABA結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)具有重要的意義。

要通過理論計算的方法計算得到ABA結(jié)構(gòu)在隨機(jī)入射下的吸聲系數(shù)，首先?需要建立ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)計算模型。目前大多使用的方法是通過棉?氈材料與薄膜材料的參數(shù)建立棉氈材料、薄膜材料的傳遞矩陣，在使用傳遞矩陣?計算ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)。但在這一方法中，忽略了棉氈材料與薄膜材?料之間存在的由纖維、EAA膠膜、空氣組成的耦合層，導(dǎo)致計算結(jié)果與試驗結(jié)?果之間存在較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要考慮了在ABA結(jié)構(gòu)中PE薄膜與多孔棉氈之間的耦合層，建立?了修正的ABA結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)計算模型。吸聲系數(shù)計算模型包括兩部分，第一?部分為修正的薄膜層傳遞矩陣的計算模型；第二部分為多孔棉氈傳遞矩陣計算?模型。首先通過阻抗管隔聲試驗測得ABA結(jié)構(gòu)以及兩側(cè)棉氈的傳遞矩陣，利用?傳遞矩陣逆推法計算得到修正的薄膜層傳遞矩陣。通過聲學(xué)參數(shù)試驗測試軟層?棉氈、硬層棉氈的聲學(xué)參數(shù)(流阻率、孔隙率、曲折因子、特征長度)，利用有?限元計算棉氈材料的傳遞矩陣。將獲得的傳遞矩陣按照“硬層棉氈-修正的薄膜?層-軟層棉氈”的順序連續(xù)相乘，結(jié)果作為ABA結(jié)構(gòu)的總傳遞矩陣，并計算隨機(jī)?入射下的吸聲系數(shù)。

本發(fā)明至少通過如下技術(shù)方案之一實現(xiàn)。

一種ABA結(jié)構(gòu)隨機(jī)入射吸聲系數(shù)的測試方法，包括以下步驟：

(1)將ABA結(jié)構(gòu)的前處理形成ABA測試結(jié)構(gòu)；所述ABA測試結(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測試結(jié)構(gòu)樣件放置傳遞矩陣測試裝置內(nèi)部，測試中根據(jù)ABA?測試結(jié)構(gòu)的聲波參數(shù)，建立ABA測試結(jié)構(gòu)樣件的傳遞矩陣并保存；

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

(4)通過傳遞矩陣逆推法修正的薄膜層傳遞矩陣；

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