NVH培训声音的发生与传达

沈阳NVH讲义

①-2声音的发生与传达

2007/11华晨金杯汽车有限公司

(沈阳)

(讲师)

吉川

诚（IAT(日本)）

(翻译)

刘显臣

(北京CAE)

1/35

声音是微少的空气圧的変动・1气圧；～１０3hＰａ・声音的基準２×１０-7ｈPa

日常的环境噪音是～１０-4ｈPa以下・声音圧力波（圧力、速度）

Σ圧力×速度；音响强度

・透过、吸収、反射

为了根本上解决噪音、按照基本理论、有必要从理论上考虑发生声音的原理关于声音发生的理论2/35①对于机构的運転条件或者运动条件、与原理一起同时考虑発生的ＮＶＨ現象。

→作为该情况下的补充，理解理论②其次、理解実際上発生問題的原因以及条件。

→発生条件的既述要簡単明瞭、要针对具体的实物

→对条件的前提条件要補足説明与理解、但是、尽可能地增加更多的前提条件、就会失去条件自身的意义③了解评价発生级别的試験方法与其評価基準。

→評価基準、絶対级别一起、由于比較対象不同，相对変动的级别有２个如何理解发生的声音呢3/35小容积声音圧P应考虑发生作用情况下的微分(平面波）。ξ・面位置的移动；・体积変化；ここに、・气体媒质的性质、γ；根据定圧比熱与定积比熱的比发生声音的理论公式-1/34/35ξ点的圧力；第2項使小容积向右側移动，因为成为运动式为、；平均密度因此＜Eulerの式＞---②時間微分、如果是---①发生声音的理论公式-2/35/35ξ---①---②根据①、②式得到下列波动方程式。也就是、消去；消去；（正弦波）发生声音的理论公式-3/36/350.50.712345710203040708090100音圧レベルdB从音源的距離rmaπbππℓ1.63.26.420dB敷地境界線从音源到0.5m的距離为100dB5m20mrm面音源線音源点音源a=5m,=10m,b=20mℓ面音源10dB6dB線音源点音源距離的平方反比法则，減衰音源-点音源、線音源、面音源7/35（媒质１）（媒质2）遮音壁反射波入射波透过波◆透过率；◆透过损失；遮音的基礎事項8/35遮音壁反射波入射波透过波位移因声音压力不同，在左右方向自由移动的状態下有一部分墙壁、没有刚性的情况下考虑単一墙壁的透过损失。与音圧与板的运动的关系按照以下。a)因声音圧力不同，作用的外力与板的惯性力平衡外力；惯性力；；每単位面积的质量b)碰到墙壁的空气粒子与墙壁的运动一样运动板的速度；入射側的粒子速度；透过側的粒子速度；因此①因此、②遮音・质量法则-1/29/35遮音壁反射波入射波透过波位移从①,②得出b)碰墙壁的空气粒子与墙壁的运动的动作具有同一性②a)因声音圧力不同，作用外力与板的惯性力平衡①从此处得出、从②得出此处、；単位面积当りの质量但是因此遮音・质量法则-2/210/35壁的厚度

(cm)243568102030405010203040506080100200300400500每个墙壁単位面积的重量(kg/m2）比重ρ=753210.70.50.30.20.1透过损失（ｄB)303540455055例.比重0.7的材料，厚度是7cm的単一壁的の透过损失大约是約37dB遮音；単一墙壁的平均透过损失11/35考虑隔壁的弯曲刚性情况的透过损失。a)平板的振动方程式ここで、；板的弯曲刚性；损失係数；Yang率；板厚；Poisson比③从③,④中消去、得到下列公式⑤b)粒子速度的连续条件④入射波透过波反射波遮音・考虑弯曲刚性的情况-1/312/35从振动方程式、连续条件⑤入射波透过波反射波这里、代入

整理

⑥但是因此⑦但是展开该公式、⑧遮音・考虑弯曲刚性的情况-2/313/35機械Impedance；機械Impedance

的虚部是0也就是说、按照以下方式，平板的自由弯曲波的波数因音波而不同，但是与強制弯曲波的波数一致、透过率为最大。；Coincidence効果

；平板的自由弯曲波的波数根据该关系公式Coincidence効果出现最低的频率称之为限界频率、用下列公式表示

放射音波的伝播方向波面波面遮音・考虑弯曲刚性的情况-3/314/35在２重壁間，形成音响系、输入频率与气柱共鳴频率一致

遮音壁遮音・根据2重壁間的音响特性特点，性能低15/35010152025100频率Hz2005001k2ｋ5ｋ10k5透过损失的増加分（ｄB)ddd；空隙没有吸音材料的2重壁d=4cmd=7.5cmd=15cm遮音特性-没有吸音材料的多重壁16/35质量则～20logm･ｆｆc频率透过损失遮音特性(a)一体振动Panel17/35ｆc频率透过损失ｆrmd空心遮音特性(b)中空Panel18/35质量则～20logm･ｆｆc频率透过损失刚性材料遮音特性(ｃ)钢性材料夹层构造19/35质量则～20logm･ｆｆc频率透过损失ｆrmd中空Panel多孔材料遮音特性(ｄ)多孔材料夹层构造20/35质量则～20logm･ｆ频率透过损失ｆrmd発泡材料遮音特性(ｅ)発泡材料夹层构造21/35质量则～20logm･ｆ频率透过损失Honeycomb材料遮音特性(ｆ)Honeycomb夹层构造22/35质量则～20logm･ｆ01234567051015202530指标K減音量(dB)在音源S与受音点O之间，设置高屏弊壁的情况的減音量右图；指标K与減音量

的关系（计算）

λ；音波的波长音源S受音点

Oabh隔板、屏弊等的防音23/35多孔质吸音材由于被广泛地运用・用有機质、無機质的长繊維编成了布状・用Glass等的無機质短繊維成型为板状・也有用Urethane等的高分子材料、Concrete等的無機材料、Aluminum等的金属，发泡成海棉状的情况

无论在哪种材料中，都有多数的间隙与连续气泡、因为具有通气性、当音波或者流体粒子的振动传到材料中的缝隙时、・由于流体与材料之间粘性抵抗的原因、音波的运动能量转换成熱能減衰、吸音。因此，多孔质吸音材料，空气或者与水等同様地传播音波作为一様媒质能够吸收。・媒质固有的値；伝播定数（伴随着传播，振幅、相位产生変化）固有音响Impedance（声音圧力和粒子速度的比）

论述传播特性。多孔质吸音材料的吸音基礎理论24/3540501002005001,0002,0005,00010,0001.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10吸音率α频率Hz厚さ´´1´´-25.4mmFelt2-50.83-76.24-101.65-127.06-152.4反射多孔质吸音材入射音波１23456对多孔质吸音材的吸音率的厚度的依存性25/35改善内容；①1inch厚度的Rockwool、带孔板（有孔率20%)、精加工空隙２０ｃｍ

②1inch厚度的Rockwool、贴上Saran、精加工空隙２０ｃｍ

③1inch厚度的Rockwool、带孔板（有孔率10%)、精加工空隙1０ｃｍ

吸音;由吸音材料設计的防音例子改善効果（ｄB)26/35：音响能量(watt)：空气的密度（kg/m3）：空气中的音速（m/ｓ）：振动物体的表面积,或者放射面积（m2）：振动速度（m/s）：面积S上的空間平均値：音响放射効率物体振动时、接近物体的空气中，发生粒子位移、圧力変动、音波波动。因振动物体不同，放射的音响能量用下列形式表示。音响放射効率是用実際的放射能量与二次方平均速度同样从振动無限平板中的面积的一部分放射能量的比来定義的。考虑面积的板时、是用板的振动模式决定的、振动模式是按照下列参数変化的。・板的形状,板厚,材质・支持方法・加振方法・频率・Damping构造物的振动与音的放射27/350.11110-110-210-310-410-5σ（ｍ，n）（1，1）（1，3）（3，3）（1，2）（2，3）（2，2）mn振动模式(m,n)音响放射効率-与振动模式的の关系28/35平面波存在与自由空間在音波伝播方向上是直角面作用在其面上的機械力面用

的速度运转动瞬時能量；

平均能量；

平面と是同相位的、各种実効値定义成

每単位面积上的能量称为音的强度（强度）Mic2Mic1AMP分析计音响强度计測System音响强度29/35音响I强度；每単位面积的能量（音的强度）（音圧×粒子速度）；Vectorρ；空气密度ｃ；音速横向位置（X）纵向位置（Y）音的発生、流动＜音响强度>30/35振动模式建筑物的振动与音的放射1/331/35振动模式建筑物的振动与音的放射２/332/35振动模式建筑物的振动与音的放射3/333/35（ａ）轮胎側面强度分布（条件）・标准轮胎・３ｒｄ全负荷、・50km/h行驶时（ｂ）强度矢量

高度0.2ｍ位置ΔX,100mmΔY,100mmPositiveNegative90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110dB

XH音响强度测量音像的例子34/35空气圧力的変动騒音放射构造物的振动构造物的碰撞流体内的混乱空洞内的脈动固体传播空气传播频率特性频率特性声音的产生、除了以上讲的由于构造物的振动原因以外、也有空气阻力的外界原因。由于以上原因，直接传递