声学仿真分析中阻尼损失因子的获取方法

2020-10-21 13:51| 发布者: weixin| 查看: 448| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 在声学分析中，结构的质量、刚度和阻尼，是结构的声学性能的几个关键因素。当结构由振动辐射出的噪声为主要的噪声路径时，阻尼因素尤为重要。

在声学分析中，结构的质量、刚度和阻尼，是结构的声学性能的几个关键因素。当结构由振动辐射出的噪声为主要的噪声路径时，阻尼因素尤为重要。因此，工程师关注阻尼的测试技术，本文具体介绍结构的阻尼损失和其几种测试方法。

阻尼损失因子简介

系统的阻尼描述了结构的能量损耗，损耗的能量可以表示为：

其中，C 为阻尼系数，x 为振动速度，ζ 为阻尼比，η 为阻尼损失因子。从公式来看，阻尼损失因子是阻尼比的两倍关系。

结构振动的阻尼损失因子在每个频率上是不同的，因此在计算结构的声学特性时，一般采用1/3倍频带内的阻尼损失因子作为模型的输入。结构的振动响应在低频带内分离较好，在高频范围内随着频带内模态数增加，模态重叠度增大，这时在频段内的模态就不能很好的分离。中频区域由于全局模态向局部模态转换，同时具有介于低频和高频的特征，此时需要的损失因子是频带内平均模态损失因子的平均值。

一般模型中输入的阻尼损失因子的频率为50Hz~10000Hz，这个频率带涵盖了低、中、高频率，有如下三种测试方法可以用来测试部件的阻尼损失因子：

  · 半功率法，适用于模态密度分离较好的低频区域的阻尼损失因子测试；

  · 瞬态衰减法 (T60)，类似于测试混响时间通过能量衰减曲线斜率不同反应、不同频段内的阻尼损失因子；

  · 稳态能量流方法，适用于模态密度较大，每个频带内模态能量平均的情况。

对于统计能量分析，任何子系统都是一系列的模态集合，因此我们认为瞬态衰减法更为简单和适用。

阻尼损失因子测试方法和原理

1. 半功率法测系统阻尼的原理

对于一个有阻尼的测试系统，其在激励力作用下的振动方程可以写成：