声学材料在汽车降噪中的应用研究

摘要

科技飞速发展的今天，社会不断的进步，人们的生活水平也稳步提高。消费者购买汽车时，在注重汽车动力性、经济性的同时，也注重其乘坐舒适性。汽车噪声作为乘坐舒适性的一项重要指标，越来越受到关注。为了达到降噪的目的，研究人员以及工程师们在汽车噪声控制方面进行了大量的研究工作，取得了显著的成果。本文基于有限元方法，使用ACTRAN软件，将由声学材料组成的内饰模型应用到由车身模型和乘客舱模型组成的耦合系统中，研究了声学材料的降噪效果，并对声学材料的相关属性的降噪效果进行了深入的研究。
　　首先，本文所用的声学材料是粘弹性阻尼材料和多孔吸声材料，在其理论模型的基础上，建立了声学材料的基本模型。基于传递函数法，对多孔吸声材料的吸声系数进行了试验研究，吸声系数是材料降噪性能的直观反映，也可以通过这种方法初步选择吸声材料。
　　其次，在模态理论基础上，对汽车车身以及乘客舱声空间进行了模态分析，反应了车身的固有特性以及车内噪声特性。然后进行了车身和乘客舱的耦合分析，通过改变激励的大小，将分析结果中驾驶员右耳处的声压级调整为约75dB。在此基础上，将声学材料添加到耦合系统中顶棚和底板位置，基于缩减阻抗矩阵法进行耦合分析。结果表明，添加声学材料后，驾驶员右耳处声压级有了大幅的下降，降幅约13dB。
　　最后研究了阻尼材料和多孔吸声材料不同属性的降噪效果。将添加了声学材料的耦合模型作为标准模型，然后改变声学材料的相关属性，对新模型进行声学分析。主要分析了顶棚声学材料和底板声学材料的单独降噪效果，多孔吸声材料的厚度、流阻率以及孔隙率的降噪效果，粘弹性阻尼材料的杨氏模量和阻尼系数的降噪效果。通过研究，可以获得声学材料相关属性的降噪规律，这对汽车噪声控制有一定的应用价值和借鉴意义。

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第一章 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 声学材料在汽车中的应用

1.4 论文的研究内容

第二章 声学相关的理论

2.1 声学的基本术语

2.2 声波的基本方程

2.3 本章小结

第三章 声学材料及模型

3.1 吸声材料的分类

3.2 阻尼材料的分类

3.3 基于毕奥理论的多孔材料模型

3.4 粘弹性阻尼材料的应用模型

3.5 声学材料模型

3.6 吸声系数的测量

3.7 本章小结

第四章 添加声学材料的耦合分析

4.1 ACTRAN软件简介

4.2 有限元模型的建立

4.3 多孔材料仿真的验证

4.4 缩减阻抗矩阵法

4.5 乘客舱模态分析

4.6 车身模态分析

4.7 激励条件下的耦合仿真

4.8 本章小结

第五章 声学材料不同属性的降噪研究

5.1 顶棚的降噪研究

5.2 底板的降噪研究

5.3 多孔吸声材料层厚度的降噪研究

5.4 多孔吸声材料流阻率的降噪研究

5.5 多孔吸声材料孔隙率的降噪研究

5.6 阻尼材料杨氏模量的降噪研究

5.7 阻尼材料阻尼系数的降噪研究

5.9 本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果

致谢