[发明专利]一种用于吸声的多孔性吸声结构材料的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于吸声的多孔性吸声结构材料的设计方法，属于车辆噪声控制技术领域。

背景技术

目前，吸声结构材料在工业和建筑等领域的应用越来越多，其吸声系数直接影响着吸声效果。合理地设计吸声结构、选用吸声结构材料是降低产品噪声水平，增强产品的市场竞争力的重要手段。

吸声结构材料虽然已在车辆上大量应用，但对于吸声结构材料的选择、结构的设计还是采用经验推测、反复尝试的设计方法。虽然取得了一定的降噪效果，但这种反复设计、试验的方法，开发效率低下(王万祥、陶荣华、高尚流等，客车噪声治理与降噪材料选用，客车技术与研究，No.6，2006)。在设计中对于吸声结构材料的选择以及厚度的确定等关键问题凭经验试凑(曹金山，重型汽车车外加速噪声控制，重型汽车，Vol.96，2006)，针对汽车吸声结构材料的设计缺乏系统、科学的方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于吸声的多孔性吸声结构材料的设计方法，以克服已有仅凭经验对吸声结构材料进行设计、无法针对要求的吸声性能进行设计和匹配、吸声结构材料无法在各声音频率下都满足吸声性能要求的缺点，使得对吸声结构材料的设计能够有的放矢。

本发明提出的用于吸声的多孔性吸声结构的设计方法，包括以下步骤：

(1)对需要应用多孔性吸声结构材料的声学环境的声音进行测量和频谱分析，得到声学环境的总声压级L_pA及声音频率的声压级分布L_pA(f_i)，其中f_i表示第i个声音频率；

(2)设定期望总声压级L_pA^e，计算噪声评价数N，N＝L_pA-5，根据噪声评价数N，计算上述各声音频率下的声压级L_p，L_p＝a+bN，得到期望声压级分布L_pA^e(f_i)，其中a、b分别为与各声音频率相关的常数，取值范围分别为-50-1.2；

(3)根据上述声音频率的声压级分布L_pA(f_i)与上述各声音频率下的期望声压级分布L_pA^e(f_i)，得到各声音频率下需要降低的声压级ΔL(f_i)＝L_pA(f_i)-L_pA^e(f_i)；

(4)定义：设定吸声结构材料的吸声系数NRC与单位面积吸声结构材料的价格Value之比为吸声结构材料的性价比PPR，PPR=1000NRCValue,]]>计算得到待用的吸声结构材料的性价比PPR，选择吸声结构材料的性价比PPR最大的三种材料作为吸声结构材料的候选吸声结构材料；

(5)分别计算上述PPR最大的三种候选材料的吸声系数：

对于不同种类的吸声结构材料，分别利用以下对应的公式进行计算：

(5-1)单层纤维型多孔性吸声结构材料的吸声系数α_n为：