统计能量分析法在汽车噪声控制中的应用

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1、统计能量分析法在汽车噪声控制中的应用摘要：统计能量分析方法在中高频段被广泛用于预测复杂结构的振动和噪声传递中，本文介绍了正在逐步推广和获得有效应用的统计能量分析法的基本理论，并参考相关资料，建立了用于汽车车内高频噪声分析的整车SEA模型，以及工程设计中车身子系统SEA模型，阐述了整车噪声传递路径分析方法的应用，最后验证了统计能量分析在汽车车内噪声性能设计中的适用性和准确性。关键词：统计能量分析；损耗因子；噪声控制Abstract:Statisticalenergyanalysismethodiswidelyusedtopredictthevibrationandnoiseoftheco

2、mplexstructureinthehighfrequency.Thispaperintroducedthebasictheoryofstatisticalenergyanalysismethodwhichhasbeengraduallypromotedandhasobtainedtheeffectiveapplication.Besides,acarinteriorvehicleSEAmodelaswellastheautomobilebodysubsystemSEAmodelforhighfrequencynoiseanalysishasbeenestablishedbyrefe

3、rringtorelatedinformation.Thispaperexpoundstheapplicationofthevehiclenoisetransferpathanalysismethod.Finally,heapplicabilityandaccuracyofstatisticalenergyanalysisinthedesignofvehicleinteriornoiseperformancewasverified.Keywords:Statisticalenergyanalysis;lossfactor;noisecontrol1、引言————————————————

4、———————————————————————————————随着汽车消费市场的需求越来越高和车辆设计技术的发展，车内噪声性能正逐步成为衡量乘用车质量及其档次的重要指标之一，对于高档及豪华车市场尤其如此。在设计初期阶段根据设计方案，应用统计能量分析（SEA）模型预测分析新车车内高频噪声场，改进车厢声学设计，从而满足车辆设计的噪声性能目标，对于缩短汽车开发周期和降低开发成本具有重要意义。车内噪声通常可按其传播途径分为空气传播噪声和结构噪声，其中结构噪声是车身结构在路面或动力系的激励下向车内辐射的噪声，属结构辐射声，多集中在较低频段；而空气噪声是通过空气传播的动力系统噪声、路面噪声以及流噪

5、声等，通常对车内噪声的影响集中在中高频段，讨论的是空气传播噪声。根据噪声产生和传播的机理不同，相应的模拟计算及预测技术也有所不同。有限元及边界元振动噪声模拟分析技术应用非常广泛，车内结构声响应的计算和分析可以依赖其解决；但这些数值计算方法并不适用于高频范围，其原因在于高频下结构和声模态的密集性和有限元模型的规模局限性。近年来在航空航天工业及汽车工业领域中，对高频振动噪声的预测广泛采用了统计能量分析（SEA）技术，其应用成功与否有赖于高的模态密度、高模态重叠和短的波长，而这些恰好是造成有限元技术在高频不精确的原因。应用SEA技术进行车内噪声性能分析，可以快速的进行车厢声学设计方案比较，对

6、使用不同的声学材料进行性能预测，以及通过声能量流动分析辨识噪声传递的主要路径。这些分析技术直接影响着车厢声学设计方案，并为车内噪声性能优化改良提供设计方向。———————————————————————————————————————————————2、统计能量分析的基本理论统计能量分析是个模型化分析方法，它运用能量流关系式对复合的、谐振的组装结构进行动力特性、振动响应级及声辐射的理论评估，是一种在时间上和空间上的统计特性，这些能量流关系式在组成组装结构的各种耦合的了系统(如板、壳等)之间具有一个简单的热类比。在应用统计能量分析理论时，将车辆划分为若干个了系统，并假定各子系统之间的主要

7、能量流是由于结构共振或声学模态引起的，即统计能量分析通常是关于各个共振振荡器组之间的能量或功率流分析。统计能量分析的基本方程式功率流平衡，图1表示一个机械系统被划分为若干个子系统（在这个例子中是6个子系统）后，用统计能量分析的功率流平衡示例。子系统是振动子系统，如梁状或板状结构，也可以是一个声学子系统，如一个空腔。图1统计能量分析功率流平衡图举例说明对于每一个子系统，我们都可以列出声学或者振动功率流平衡式，即输出功率等于输入功率加上这个系统中的