简支薄板隔声理论计算、仿真与实验测试的对比

2016-11-18 13:55| 发布者: aspen| 查看: 2755| 评论: 22|原作者: jordanian|来自: 声振论坛

摘要: 应superxjw版主邀请，对简支薄板（模型如图1）隔声计算、仿真和实验做一对比总结。图1 安装在无限大障板上的四边简支矩形薄板 1.理论计算: 采用模态展开法，先计算单个角度平面波入射的透射系数，再对所有角度做 ...

应superxjw版主邀请，对简支薄板（模型如图1）隔声计算、仿真和实验做一对比总结。

图1 安装在无限大障板上的四边简支矩形薄板

1.理论计算: 采用模态展开法，先计算单个角度平面波入射的透射系数，再对所有角度做平均得到透射系数来计算隔声量。可参考文献[Liu, B. L., Feng, L. P., Nilsson,A., Sound transmission through curved aircraft panels with stringer and ringframe attachments, Journal of Sound andVibration, 300, 949-973, (2007).]，隔声公式如下

其中关键是模态辐射效率

的计算，可参考文献[Wallace, C. E., Radiation-Resistanceof a Rectangular Panel, Journal of theAcoustical Society of America, 51, 946-952, (1972).]。

2.数值仿真：采用Virtual.Lab FEM-AML方法和VA One Hybrid FE-SEA方法。

3.实验测试：采用混响时间法（国家标准GB/T 19889.3-2005）和声强扫描法（国际标准ISO15186-1:2000）

4.理论计算与数值仿真的比较

所用模型：铝板，尺寸1.24m*1.1m，厚度2mm。

图2 隔声理论计算与数值仿真的比较

结果表明在低频段仿真值相对于计算值偏大，共振峰值略有偏移。首先，理论上平面波从某一角度入射到有限大平板上时会在边界处产生散射波，在远离边界的区域产生的透射波仍延入射方向传播，在中高频段边界处的影响可以忽略，此时相当于无限大板情况。如果板上加筋或做局部阻尼处理，则会在结构不均匀不连续的位置产生散射，透射波的组成会更加复杂（见图3）。

在Virtual.Lab计算隔声的帮助文档中可以看到这样的假设

可见仿真中只考虑了延入射方向传播的透射波，而没有考虑边界的影响，因此导致仿真得到的透射声能量偏小，隔声量偏大，平板尺寸越小，这种偏差会越大。VA One计算隔声理论不详，应该也做了类似的假设，以使计算简化。对于弯曲结构或加筋结构，仿真结果会在低频产生更大误差，中高频吻合度较高，主要就是局限于计算理论的简化。其次，共振峰的偏移是由于结构共振模态的偏差，往往在前几阶共振频率会有较大偏差，中高频段则偏差很小。

图3 不同结构的辐射声

5.理论计算与实验测试的比较

所用模型：铝板，尺寸1.2m*1.08m，厚度1.2mm

图4 隔声理论计算与实验测试的比较

计算与实验结构的差别也主要体现在低频段，主要是由于发声室和接收室的扩散程度，混响时间的测量，声强扫描的规范性等测试误差造成的。通常对于专门为传统隔声测试而建造的隔声室，在一定条件下可不加改造地用于声强法隔声测量，但特别需注意其适用频段。

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