关于车内声品质贡献分析与改善的测试技术研究

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1、申请上海交通大学博士学位论文关于车内声品质贡献分析与改善的测试技术研究博士研究生：严莉指导教师：蒋伟康教授学科专业：机械设计及理论研究方向：车内噪声控制振动冲击噪声研究所二〇一五年四月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforDoctorofPhilosophyStudyonmeasurementtechniquesofinteriorsoundqualitycontributionanalysisandimprovementPh.D.Ca

2、ndidate:YanLiAdvisor:Prof.JiangWeikangMajor:MechanicaltheoryanddesignDirection:InteriorNoiseControlShanghaiJiaoTongUniversityInstituteofVibration,ShockandNoiseApril,2015摘要车内噪声已经成为决定消费者选择购买某种汽车的因素之一。从70年代后期，车内乘用人员对舒适度的要求越来越高。大量的研究工作致力于噪声和振动降低和遏制的技术开发。围绕着车

3、内噪声控制，主要有NVH实验、车内噪声评价、声源辨识和改进措施四个方面。其中声品质评价在定量评价车内噪声和设定目标噪声方面有很大的作用。传递路径分析技术一直都是汽车声源辨识的重要实验手段。吸声材料和消声器是常用的两种改进措施。传统的传递路径分析技术通过隔离各个传递路径的系统解耦方式来辨识传递路径，组成源-路径-响应系统。这种方法有主要缺点是系统解耦的方法比较费时和改变了的边界条件。本文提出了基于偏奇异值分解的工作路径分析方法。建立输入响应-输出响应系关系，通过奇异值分解找到独立源地个数，运用偏奇异值分解

4、方法辨识声源位置，基于声品质预测，分析声源对输出响应声品质的贡献量。通过实验研究验证该分析方法，即从三个独立声源中找到对输出响应声品质贡献量最大的声源。并将该方法应用于微型商用车的车身辐射源分析，通过分析不同车身面板对车内噪声声品质的贡献，找到主要车身辐射源。混响室法和阻抗管法是两种常用的吸声系数测试方法。混响室法必须要有混响室才能进行测量，既费时又不经济。驻波管法虽然简单经济，但只能测量垂直入射吸声系数，并且样品材料面积小，与实际情况不同。实际应用中，需要对现场的某些材料如机场周围的路面、草地、汽车内

5、饰进行吸声系数的实地测量。这就需要现场测试法。其中一种利用PU探头测量表面阻抗的方法被认为是替代方法。该方法通过测量声压和质子振速，计算表面阻抗和吸声系数。为了指导该吸声系数测试方法，本文研究了入射角度、试件尺寸、测试距离和环境噪声对结果的影响。试验分析为吸声系数范围、测试频率宽度和试验环境提供了参考。基于阻抗管的传统消声器传声损失测试方法主要是分解法和传递矩阵法。分解法要求末端是全吸声，但实际很难满足尤其是在低频段。基于传递矩阵的双负载或者双声源法由于没有全吸声末端的要求，被认为是分解法的替代方法。本

6、文提出了一种通过PU探头直接测量消声器入口端和出口端的声压和粒子振速的方法。用该方法可以计算四孔参数和传声损失。结果表明用双声源PU探头方法所I测的传声损失与传统方法和FEM计算结果一致。为了指导该方法，研究了PU探头插入消声器内的深度和环境噪声对结果的影响。结果表明该方法能够突破传声器间距不能无限小的限制，而且不受环境噪声的干扰，是一种简单的现场测试方法。本文围绕车内噪声控制的四个方面，从NVH实验和声品质评价入手，主要在声源辨识和改进措施两个方面开展研究。第一章是文献综述，分别回顾了车内噪声传递路径

7、分析、车内声品质、吸声系数测试方法和消声器传声损失测试方法四个方面的研究现状和主要热点；第二章以3辆微型商用样车和1辆对标车为研究对象，展开NVH实验，定量地分析试验样车车内噪声和振动的水平，以及与对标车的差异，确定1号样车副驾驶位置位置噪声控制点；第三章对1号样车开展了声品质分析，得到基于心理声学指标的客观声品质评价和基于评审团听音测试的主观烦恼度评价，并用多元线性回归模型建立客观评价和主观评价之间的映射关系，确定了声品质改善的声学目标；第四章介绍了传统的路径分析方法，提出了基于偏奇异值分解的工作路径

8、分析方法；第五章实验验证上一章的工作路径分析方法，并应用于车身辐射源声品质贡献分析，找到主要的辐射源位置：前地板、车顶和车门。第六章分别提出了吸声系数和消声器传声损失的现场测试方法，研究了测试参数对测试结果的影响。第七章结合前面几章的研究内容，主要针对车身结构、车身辐射面板振动抑制、吸声材料选择和发动机悬置支架优化等，提出了改进措施。改进前后车内噪声的NVH实验对比表明，4档40km/h工况下改进后副驾驶员位置处A计权声压级降低3.6dB(