CN111007152A - 一种声学性能综合评估方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种声学性能综合评估方法及系统，该方法包括：获取声学零件材料的插入损失；获取声学零件材料的吸声系数；根据所述声学零件材料的插入损失和所述声学零件材料的吸声系数计算所述声学零件材料的声学性能综合评估值。本发明可以简单快捷地比较声学零件材料的声学性能，大大提高了工程应用效率，适宜推广应用。

Description

一种声学性能综合评估方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车声学零件方案性能的综合评估领域，尤其涉及一种声学性能综合评估方法及系统。
背景技术
汽车噪声大小是衡量车辆质量水平的重要指标之一，有效地控制车内噪声可以提高乘客的舒适度，提升汽车品牌的竞争力。整车声学包设计是噪声振动设计中的关键，改善声学包可以在不改变整车结构的基础上进行降噪。不同的声学包方案会得到不同的车内噪声。车内声压级是衡量整车声学水平的参数之一，工程师需要通过整车测试或整车仿真来获取车内声压级，从而比较不同声学包方案的优劣。但是，整车测试或整车仿真往往需要消耗大量的人力、物力，所以很有必要将整车级的声学要求转化至零件级。目前，工程上声学零件材料的性能分为吸声性能和隔声性能，工程师仅仅能独立比较吸声性能或隔声性能，很难综合判定。
发明内容
本发明的目的在于通过一种声学性能综合评估方法及系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种声学性能综合评估方法，该方法包括如下步骤：
S101.获取声学零件材料的插入损失；
S102.获取声学零件材料的吸声系数；
S103.根据所述声学零件材料的插入损失和所述声学零件材料的吸声系数计算所述声学零件材料的声学性能综合评估值。
特别地，所述步骤S103具体包括：若所述声学零件材料的插入损失为IL，所述声学零件材料的吸声系数为α，则所述声学零件材料的声学性能综合评估值SAIL＝IL+10log(α)；其中，SAIL的值越大，声学零件材料的声学性能越好。
基于上述声学性能综合评估方法，本发明还提出了一种声学性能综合评估系统，该系统包括插入损失单元、吸声系数单元以及声学性能综合评估单元；所述插入损失单元用于获取声学零件材料的插入损失；所述吸声系数单元用于获取声学零件材料的吸声系数；所述声学性能综合评估单元用于根据所述声学零件材料的插入损失和所述声学零件材料的吸声系数计算所述声学零件材料的声学性能综合评估值。
特别地，所述声学性能综合评估单元具体用于：若所述声学零件材料的插入损失为IL，所述声学零件材料的吸声系数为α，则所述声学零件材料的声学性能综合评估值SAIL＝IL+10log(α)；其中，SAIL的值越大，声学零件材料的声学性能越好。
本发明提出的声学性能综合评估方法及系统解决了背景技术部分提到的技术问题，可以简单快捷地比较声学零件材料的声学性能，大大提高了工程应用效率，适宜推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的声学性能综合评估方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的声源、路径、接收系统示意图；
图3为本发明实施例提供的声学包方案A和方案B的插入损失IL；
图4为本发明实施例提供的声学包方案A和方案B的吸声系数α。
图5为本发明实施例提供的声学包方案A和方案B的综合性能SAIL。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的声学性能综合评估方法流程示意图。
本实施例中声学性能综合评估方法包括如下步骤：
S101.获取声学零件材料的插入损失。
S102.获取声学零件材料的吸声系数。
S103.根据所述声学零件材料的插入损失和所述声学零件材料的吸声系数计算所述声学零件材料的声学性能综合评估值。
具体的，在本实施例中若所述声学零件材料的插入损失为IL，所述声学零件材料的吸声系数为α，则所述声学零件材料的声学性能综合评估值SAIL＝IL+10log(α)；其中，SAIL的值越大，声学零件材料的声学性能越好。
为便于更好的理解本发明，下面对公式SAIL＝IL+10log(α)的推到过程作扼要说明：
在整车高频噪声分析中，基于统计能量分析方法，分析整车各子系统之间声能量的传递及各子系统的声压级，从而指导声学包方案改善。如图2声源、路径、接收系统示意图所示，左边为声源腔，右边为接收腔，中间为路径。能量在声腔子系统间流动，单位时间流动的能量即功率流。根据图2，可列功率流平衡方程：
Figure BDA0002333061450000041
其中，η1为声源腔的阻尼损耗因子，η2为接收腔的阻尼损耗因子，η12为声源腔到接收腔的耦合损耗因子，η21为接收腔到声源腔的耦合损耗因子，E1为声源腔的能量，E2为接收腔的能量，ω为中心圆频率，P1为声源室的声功率激励。
假定接收室吸声能量比透射到声源室的能量高，即η2＞＞η21，η1＞＞η12，公式(1)可简化成：
Figure BDA0002333061450000042
由阻尼损耗因子和耦合损耗因子的定义可知：
Figure BDA0002333061450000043
Figure BDA0002333061450000044
Figure BDA0002333061450000045
其中，A1为声源腔的表面积，α1为声源腔的吸声系数，V1为声源腔的体积，c为声速，A2为接收腔的表面积，α2为接收腔的吸声系数，V2为接收腔的体积，A12为声音传递路径的有效面积，τ12为透射系数。
由参考文献(Hiroko Tada.Establishment of Performance Design Processfor Vehicle Sound-Proof Packages Based on SEA Method[C].SAE Technical Paper2015-01-0664.2015.)可知，车内能量传递损失ETL为：
Figure BDA0002333061450000046
将公式(2)(3)(4)(5)代入公式(6)，可得：
Figure BDA0002333061450000051
可见，ETL与声传递损失STL、声源腔和接收腔的吸声量、接收腔的体积、有效传递路径面积有关。
若改变接收腔的声学包处理，声源腔保持不变，则接收腔的吸隔声性能也发生了改变。声学材料方案改变前后，结构系统能量传递损失分别为ETL、ETL′，声传递损失分别为STL、STL′，材料的插入损失分别为IL、IL′，材料在接收腔的吸声系数分别为α2、α2′。则定义能量传递损失差DETL为：
Figure BDA0002333061450000052
可见，DETL仅与材料结构改变前后的插入损失和吸声系数有关。从声源腔到接收腔的能量损失越大，表明噪声控制处理越好，也就是说该传递路径下的声学包综合声学性能越好。
综上，本实施例提出上述声学性能综合评估方法，其公式为：
SAIL＝IL+10log(α) (9)
其中，IL代表材料的插入损失，α代表材料的吸声系数。SAIL值越大，表示声学材料的性能越好。
具体的，在工程实践中，本发明应用于比较声学包方案的综合声学性能。例如，现有声学包方案A和声学包方案B，材料的插入损失如图3所示，材料在接收腔的吸声系数如图4所示。可以发现，声学包方案A的插入损失要高于声学包方案B，声学包方案B的吸声系数要高于声学包方案A，所以，单单从插入损失和吸声系数不能判定哪一种方案更好。
根据本实施提出的声学性能综合评估方法，将声学包方案A和B的插入损失和吸声系数代入声学性能综合评估公式(9)，得到如图5所示的SAIL，从结果中就可以很直观地比较出方案A优于声学包方案B。
另外，基于上述实施例提出的声学性能综合评估方法，本实施例还提出了一种声学性能综合评估系统，该系统包括插入损失单元、吸声系数单元以及声学性能综合评估单元；所述插入损失单元用于获取声学零件材料的插入损失；所述吸声系数单元用于获取声学零件材料的吸声系数；所述声学性能综合评估单元用于根据所述声学零件材料的插入损失和所述声学零件材料的吸声系数计算所述声学零件材料的声学性能综合评估值。
具体的，在本实施例中所述声学性能综合评估单元具体用于：若所述声学零件材料的插入损失为IL，所述声学零件材料的吸声系数为α，则所述声学零件材料的声学性能综合评估值SAIL＝IL+10log(α)；其中，SAIL的值越大，声学零件材料的声学性能越好。
本发明提出的技术方案解决了背景技术部分提到的技术问题，可以简单快捷地比较声学零件材料的声学性能，大大提高了工程应用效率，适宜推广应用。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种声学性能综合评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101.获取声学零件材料的插入损失；
S102.获取声学零件材料的吸声系数；
S103.根据所述声学零件材料的插入损失和所述声学零件材料的吸声系数计算所述声学零件材料的声学性能综合评估值。
2.根据权利要求1所述的声学性能综合评估方法，其特征在于，所述步骤S103具体包括：若所述声学零件材料的插入损失为IL，所述声学零件材料的吸声系数为α，则所述声学零件材料的声学性能综合评估值SAIL＝IL+10log(α)；其中，SAIL的值越大，声学零件材料的声学性能越好。
3.一种基于权利要求1所述声学性能综合评估方法的声学性能综合评估系统，其特征在于，该系统包括插入损失单元、吸声系数单元以及声学性能综合评估单元；所述插入损失单元用于获取声学零件材料的插入损失；所述吸声系数单元用于获取声学零件材料的吸声系数；所述声学性能综合评估单元用于根据所述声学零件材料的插入损失和所述声学零件材料的吸声系数计算所述声学零件材料的声学性能综合评估值。
4.根据权利要求3所述的声学性能综合评估系统，其特征在于，所述声学性能综合评估单元具体用于：若所述声学零件材料的插入损失为IL，所述声学零件材料的吸声系数为α，则所述声学零件材料的声学性能综合评估值SAIL＝IL+10log(α)；其中，SAIL的值越大，声学零件材料的声学性能越好。
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