黏彈性約束阻尼結(jié)構(gòu)對(duì)車(chē)內(nèi)噪聲控制的應(yīng)用

邢鵬，盧熾華，華林，鄧松，蘇卓宇，杜松澤

(1. 武漢理工大學(xué) 現(xiàn)代汽車(chē)零部件技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢，430070；2. 武漢理工大學(xué) 汽車(chē)零部件技術(shù)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢，430070)

黏彈性約束阻尼結(jié)構(gòu)對(duì)車(chē)內(nèi)噪聲控制的應(yīng)用

邢鵬1,2，盧熾華1,2，華林1,2，鄧松1,2，蘇卓宇1,2，杜松澤1,2

(1. 武漢理工大學(xué) 現(xiàn)代汽車(chē)零部件技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢，430070；2. 武漢理工大學(xué) 汽車(chē)零部件技術(shù)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢，430070)

針對(duì)車(chē)輛殼體振動(dòng)輻射噪聲，在安靜、平坦的柏油路面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)車(chē)基本噪聲測(cè)試，通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析確定車(chē)內(nèi)主要轟鳴聲的轉(zhuǎn)速范圍。建立統(tǒng)計(jì)能量分析模型進(jìn)行能量傳遞路徑分析，確定車(chē)內(nèi)噪聲的主要來(lái)源。從阻尼材料的應(yīng)用角度出發(fā)，對(duì)比分析頂蓬不同部位鋪設(shè)條狀阻尼的減振效果。研究結(jié)果表明：將黏彈性約束阻尼敷設(shè)在頂蓬前部能夠有效抑制頂蓬振動(dòng)產(chǎn)生的輻射噪聲。

能量傳遞路徑；統(tǒng)計(jì)能量分析模型；頂蓬；黏彈性約束阻尼

隨著日益激烈的汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)以及消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)性能要求的提高，汽車(chē)設(shè)計(jì)開(kāi)始從以前單純的駕駛性能向動(dòng)力性能和乘坐舒適性的綜合要求發(fā)展，汽車(chē)NVH(noise vibration and harshness)性能逐漸受到研究者和汽車(chē)廠(chǎng)商的關(guān)注。國(guó)內(nèi)外汽車(chē)廠(chǎng)商在NVH領(lǐng)域投入大量的人力物力，針對(duì)不同型號(hào)車(chē)輛采取相應(yīng)的減振降噪方法，不斷提高自身車(chē)型的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[1]。國(guó)外一些汽車(chē)企業(yè)已經(jīng)在NVH控制措施上取得了顯著成績(jī)，已經(jīng)將NVH降噪控制措施廣泛應(yīng)用于汽車(chē)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計(jì)中，在車(chē)身外形結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系扭振等設(shè)計(jì)階段充分考慮了車(chē)型的NVH性能，從根本上解決車(chē)輛的振動(dòng)噪聲問(wèn)題[2]。國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)也在該領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作，陳書(shū)明[3]建立某自主品牌轎車(chē)的統(tǒng)計(jì)能量分析模型，通過(guò)加載4種不同激勵(lì)對(duì)車(chē)內(nèi)噪聲水平進(jìn)行了分析；張瑾等[4]在傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)能量分析基礎(chǔ)上，利用有限元方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了能量流分析；王家輝[5]利用仿真與試驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)某款新開(kāi)發(fā)車(chē)型聲學(xué)包項(xiàng)目進(jìn)行了研究。盡管?chē)?guó)內(nèi)在噪聲分析、預(yù)測(cè)與控制方面進(jìn)行了大量的研究工作，但與國(guó)外相比仍然存在很大的差距。本文作者在不改變車(chē)型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的情況下，首先對(duì)某款商用車(chē)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，獲得車(chē)內(nèi)轟鳴聲比較明顯的轉(zhuǎn)速范圍。其次，建立某款商用車(chē)的仿真模型并對(duì)其進(jìn)行能量傳遞路徑分析，找到對(duì)車(chē)內(nèi)噪聲貢獻(xiàn)較大的板件。最后，選擇快捷、低耗的阻尼貼片對(duì)噪聲貢獻(xiàn)較大的板件設(shè)計(jì)不同的噪聲控制方案，通過(guò)實(shí)車(chē)試驗(yàn)分析車(chē)內(nèi)噪聲的降低效果。

1　車(chē)內(nèi)噪聲試驗(yàn)與建模仿真

1.1車(chē)內(nèi)噪聲測(cè)試與數(shù)據(jù)分析

在空曠、安靜、筆直的柏油路面上，車(chē)窗緊閉、空調(diào)關(guān)閉，車(chē)輛以3擋和4擋急加速行駛，車(chē)內(nèi)測(cè)量點(diǎn)選擇駕駛員右耳處位置(如圖1所示)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由900 r/min加速至3 000 r/min，測(cè)得被試車(chē)駕駛員右耳處噪聲數(shù)據(jù)，如圖2所示。

從圖2可以看出：在3擋和4擋急加速行駛時(shí)，1 000～2 000 r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，駕駛員右耳處的整體聲壓級(jí)偏高，在3擋1 100，1 700以及2 450 r/min以及4擋1 000和1 700 r/min處出現(xiàn)明顯的噪聲峰值，在行駛過(guò)程中表現(xiàn)為明顯的轟鳴聲。為探究各問(wèn)題轉(zhuǎn)速下車(chē)內(nèi)噪聲的主要來(lái)源，需要對(duì)車(chē)輛噪聲傳遞路徑進(jìn)行分析，找到噪聲貢獻(xiàn)較大的主要板件[6]。

圖1　麥克風(fēng)位置Fig. 1 Location of microphone

圖2　駕駛員右耳處聲壓級(jí)曲線(xiàn)Fig. 2 Sound pressure level on driver’s right ear

1.2整車(chē)SEA建模及仿真

劃分子系統(tǒng)是建立統(tǒng)計(jì)能量分析模型中最重要的步驟，也是決定模型準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。因此車(chē)身結(jié)構(gòu)按照模態(tài)數(shù)大于5的原則將整車(chē)劃分成多個(gè)子系統(tǒng)[7]，得到整車(chē)SEA模型，如圖3所示。

在車(chē)內(nèi)搭建臨時(shí)板件分別建立駕駛員、副駕駛員以及中后排乘客處的頭部、腰部、腿部多個(gè)車(chē)內(nèi)聲腔子系統(tǒng)，如圖4所示。同時(shí)，利用搭建完成的SEA模型節(jié)點(diǎn)，在車(chē)外700～1 000 mm處搭建臨時(shí)板件建立車(chē)外聲腔子系統(tǒng)，用來(lái)模擬消聲室空間結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

圖3　車(chē)身結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)Fig. 3 Structural subsystem of body

圖4　內(nèi)聲腔子系統(tǒng)Fig. 4 Interior acoustic cavity subsystem

圖5　外聲腔子系統(tǒng)Fig. 5 Exterior acoustic cavity subsystem

在實(shí)際道路行駛過(guò)程中，汽車(chē)處于無(wú)限邊界的自由聲場(chǎng)之中，車(chē)內(nèi)所受的聲載荷是由結(jié)構(gòu)噪聲和空氣噪聲綜合作用的隨機(jī)聲載荷[8?9]。加載后對(duì)所選工況進(jìn)行整車(chē)模型的仿真計(jì)算。在研究頻率范圍內(nèi)(50～4 000 Hz)，駕駛員右耳旁1/3倍頻帶聲壓級(jí)譜的預(yù)測(cè)結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出：仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果變化趨勢(shì)一致，當(dāng)頻率為630 Hz以上時(shí)，仿真值與實(shí)測(cè)值誤差在2 dB以?xún)?nèi)，這說(shuō)明建立的SEA仿真模型可靠有效。

圖6　車(chē)內(nèi)駕駛員右耳處聲壓級(jí)曲線(xiàn)Fig. 6 Sound pressure level on driver’s right ear

2　能量傳遞路徑分析

能量傳遞路徑分析就是利用不同子系統(tǒng)對(duì)車(chē)內(nèi)各處聲腔聲壓級(jí)貢獻(xiàn)不同的原理，來(lái)追蹤車(chē)內(nèi)噪聲的主要傳遞路徑，進(jìn)而采取有效的減振降噪措施[10]。在一定的頻率范圍內(nèi)，以駕駛員頭部聲腔子系統(tǒng)為研究對(duì)象，進(jìn)行能量傳遞路徑分析，得到車(chē)內(nèi)聲腔能量的輸入貢獻(xiàn)柱狀圖如圖7所示。

由圖7可以看出：駕駛員頭部聲腔處的噪聲能量輸入主要來(lái)源于腰部聲腔及頂蓬外聲腔的激勵(lì)，少量噪聲通過(guò)儀表板、擋風(fēng)玻璃等途徑進(jìn)入車(chē)內(nèi)聲腔。頂蓬處的噪聲輸入貢獻(xiàn)了駕駛員頭部聲腔處絕大部分的噪聲能量。另外，防火墻及車(chē)內(nèi)前地板處的能量輸入也是影響駕駛員頭部噪聲水平的原因之一。這主要是因?yàn)榉阑饓扒暗匕逄幍陌惭b孔較多，造成車(chē)輛的氣密性較差，這可以通過(guò)對(duì)安裝孔進(jìn)行密封性處理來(lái)阻斷噪聲的進(jìn)入。然而這并不是車(chē)內(nèi)噪聲的主要影響因素，對(duì)頂蓬采取噪聲控制措施才是解決車(chē)內(nèi)噪聲輸入的關(guān)鍵。

3　阻尼試驗(yàn)結(jié)果與分析

通過(guò)能量傳遞路徑的分析得知，該車(chē)型車(chē)內(nèi)噪聲主要來(lái)源于頂蓬的振動(dòng)輻射，因此從薄板減振方面展開(kāi)相關(guān)的試驗(yàn)研究，找出一種經(jīng)濟(jì)、快捷的方案抑制薄板振動(dòng)，以達(dá)到車(chē)內(nèi)減振降噪的效果[11]。針對(duì)已經(jīng)存在噪聲問(wèn)題的現(xiàn)有車(chē)型，最常用的方法是增加或者替換隔聲和吸聲材料，或者通過(guò)粘貼阻尼材料以增大結(jié)構(gòu)阻尼損耗因子等方法來(lái)控制車(chē)內(nèi)噪聲，從而改善振源及車(chē)體之間的能量傳遞關(guān)系[12]。目前，在抑制車(chē)身壁板振動(dòng)領(lǐng)域，最常用方法即為阻尼減振處理。

3.1阻尼減振機(jī)理

阻尼減振的基本原理是在振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)能量耗散而使系統(tǒng)逐漸恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。在自由振動(dòng)中，阻尼耗散的能量使幅值不斷衰減；在受迫振動(dòng)中，阻尼消耗干擾力對(duì)系統(tǒng)所作的功，限制了系統(tǒng)的振幅[13]。假設(shè)某一單自由度系統(tǒng)在干擾力作用下，振動(dòng)幅值為[14]

圖7　車(chē)內(nèi)聲腔能量傳遞路徑柱狀圖Fig. 7 Energy input contribution histogram of cavity

式中：X為系統(tǒng)振動(dòng)幅值；F0為外力幅值；K為波數(shù)；?和n?分別為干擾頻率和系統(tǒng)固有頻率；η為系統(tǒng)阻尼損耗因子。當(dāng)系統(tǒng)共振時(shí)，n=? ω，最大幅值為

由式(1)可以看出：系統(tǒng)的振動(dòng)幅值與系統(tǒng)阻尼損耗因子有關(guān)。此次試驗(yàn)中采用的黏彈性阻尼除自身阻尼損耗因子的作用外，還會(huì)隨板件振動(dòng)產(chǎn)生拉伸變形及剪切變形來(lái)抑制板件振動(dòng)。利用這一原理，可以在振動(dòng)比較大的金屬板件上敷設(shè)黏彈性阻尼材料以達(dá)到降噪效果。

復(fù)拉伸模量公式為

式中：E*為復(fù)彈性模量；E′為儲(chǔ)能拉伸模量，為復(fù)拉伸模量的實(shí)部；E′為耗能拉伸模量，復(fù)拉伸模量和阻尼損耗因子決定了黏彈性阻尼材料受到拉壓變形時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿哪芰繐p耗。

同理，黏彈性阻尼材料的復(fù)剪切模量為

其中：G*為復(fù)剪切模量；G′為儲(chǔ)能剪切模量，為復(fù)剪切模量的實(shí)部；G′為耗能剪切模量，為復(fù)剪切模量的虛部，決定了黏彈性阻尼材料受到剪切變形時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿哪芰繐p耗。

黏彈性阻尼材料與金屬板件結(jié)合構(gòu)成約束阻尼結(jié)構(gòu)是目前汽車(chē)降噪領(lǐng)域常采用的手段之一。約束阻尼相對(duì)于自由阻尼，由于受到一層金屬約束板的抑制，使阻尼層產(chǎn)生很大的剪切變形而消耗更多的能量。在對(duì)某款商用車(chē)進(jìn)行阻尼降噪設(shè)計(jì)時(shí)，選擇的是表面有一層金屬鋁的約束阻尼結(jié)構(gòu)。

3.2阻尼降噪試驗(yàn)

從能量傳遞路徑分析可知，駕駛員處的噪聲主要來(lái)源于頂蓬，防火墻及前地板也是噪聲貢獻(xiàn)的來(lái)源。然而從對(duì)該車(chē)型的現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察中發(fā)現(xiàn)，防火墻及前地板處90%以上的部位敷設(shè)了某些特定的隔聲及吸聲材料，假如再在防火墻及前地板處增加隔聲或者吸聲材料，降噪效果可能不明顯。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，防火墻和前地板上安裝的部件較多，工藝孔相對(duì)較多，氣密性較差可能是噪聲從防火墻及前地板輸入的原因。因此，將噪聲貢獻(xiàn)較大的頂蓬作為試驗(yàn)對(duì)象，針對(duì)頂蓬降噪制定多種阻尼試驗(yàn)方案。

傳統(tǒng)方法一般將塊狀阻尼鋪設(shè)在需要降噪的部位，然而現(xiàn)實(shí)車(chē)身減振降噪設(shè)計(jì)過(guò)程中不但需要考慮減振降噪的要求還要考慮車(chē)身輕量化的具體需要，這就需要在減振降噪的過(guò)程中綜合考慮車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和阻尼幾何尺寸等設(shè)計(jì)因素[15]。此次降噪試驗(yàn)選用條狀阻尼，選擇面密度為6 kg/m3，長(zhǎng)×寬為960 mm×45 mm的黏彈性約束阻尼分別設(shè)計(jì)了3種方案，P1方案將黏彈性約束阻尼敷設(shè)在頂蓬前部；P2方案將黏彈性約束阻尼敷設(shè)在頂蓬中后部；P3方案將黏彈性約束阻尼敷設(shè)在整個(gè)頂蓬。在設(shè)置黏彈性約束條狀阻尼間隔時(shí)，主要考慮到頂蓬有7根橫梁，為避開(kāi)橫梁的位置，同時(shí)又保證敷設(shè)阻尼的位置為頂蓬薄弱處，條狀阻尼之間的間隔距離為160 mm。

分別對(duì)3種方案進(jìn)行道路測(cè)試，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖8～10所示。

圖8　頂蓬前部阻尼方案噪聲試驗(yàn)結(jié)果Fig. 8 Results of laying damping on the front of roof

圖9　頂蓬中后部阻尼方案噪聲試驗(yàn)結(jié)果Fig. 9 Results of laying damping on the mid-rear of roof

從圖8～10可以看出：在頂蓬鋪設(shè)條形阻尼后，駕駛員右耳處的聲壓都有不同程度的下降，特別是3擋1 100 /min以及2 450 r/min附近都有明顯的降低。其中，P2方案中，3擋1 090 r/min轉(zhuǎn)速下駕駛員右耳處的聲壓由70.66 dB降為68.48 dB，降低了2.18 dB；P2方案在4擋1 100 r/min轉(zhuǎn)速下駕駛員右耳處的聲壓由75.21 dB降為73.21 dB，降低了2 dB，其余轉(zhuǎn)速下的噪聲聲壓級(jí)曲線(xiàn)沒(méi)有明顯的變化。驗(yàn)證頂蓬全部敷設(shè)條狀阻尼的降噪效果，并將其與P1和P2方案進(jìn)行比較。頂蓬全部敷設(shè)條狀阻尼的方案與前2種方案相比，駕駛員右耳處的噪聲聲壓明顯下降，其中在3擋時(shí)轟鳴聲最為明顯的1 100 r/min附近，噪聲峰值最大下降1.93 dB，4擋1 100 r/min附近下降2.9 dB。引入降噪效率(增加的質(zhì)量與降低的噪聲強(qiáng)度之比)[16]，3種方案的降噪效果如表1所示。

從表1可見(jiàn)：P1方案降噪效果比較理想。這是因?yàn)樵陧斉钋安糠笤O(shè)黏彈性條狀阻尼后明顯增加了頂蓬的阻尼損耗因子η，而對(duì)阻尼材料來(lái)說(shuō)，η是表征材料阻尼性能的主要參數(shù)，是衡量阻尼材料耗散振動(dòng)能量的主要指標(biāo)之一。從式(1)可以看出：η的增大可以有效降低板件的振動(dòng)幅值。同時(shí)，從式(3)和式(4)可以看出：隨著阻尼損耗因子的增加，復(fù)拉伸模量E*及復(fù)剪切模量G*都相應(yīng)的增加，使頂蓬處的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能的效率提高，達(dá)到降噪的效果[17?18]。

圖10　頂蓬阻尼方案噪聲試驗(yàn)結(jié)果Fig. 10 Results of laying damping on whole roof

表1　3種方案降噪效果Table 1 Effect of three plans for noise reduction

從噪聲傳遞路徑的分析可知，頂蓬前部相對(duì)于頂蓬中后部來(lái)說(shuō)，振動(dòng)幅值更大，P2方案將黏彈性條狀阻尼敷設(shè)到頂蓬中后部，盡管增加了頂蓬的阻尼損耗因子，但對(duì)頂蓬薄弱位置的振動(dòng)沒(méi)有產(chǎn)生太大的影響。從表1可以看出：除在轉(zhuǎn)速為1 100 r/min處有所降低外，其余噪聲峰值處沒(méi)有明顯的變化，尤其在4擋急加速工況下，噪聲峰值基本沒(méi)有變化，降噪效果不理想。P3方案使頂蓬處的阻尼損耗因子增加，4擋1 100 r/min附近轉(zhuǎn)速噪聲降低明顯，降低了2.9 dB，但整車(chē)質(zhì)量增加了2.85 kg，無(wú)論從燃油經(jīng)濟(jì)性還是降噪效率上看都不是理想的降噪方案。雖然3種方案都不同程度地降低了車(chē)內(nèi)噪聲，但在1 100 r/min轉(zhuǎn)速附近的噪聲沒(méi)有明顯改善，降噪效果不理想。這是因?yàn)? 100 r/min轉(zhuǎn)速時(shí)所對(duì)應(yīng)的峰值與整車(chē)結(jié)構(gòu)有關(guān)，僅從頂棚進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)不能取得較好的降噪效果。

4　結(jié)論

1) 車(chē)身振動(dòng)輻射噪聲是車(chē)內(nèi)噪聲的重要來(lái)源，由能量傳遞路徑分析可知，頂蓬為車(chē)內(nèi)噪聲貢獻(xiàn)的主要板件。

2) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1 100，1 600以及2 450 r/min轉(zhuǎn)速附近有明顯的轟鳴聲。

3) 在實(shí)車(chē)上采取敷設(shè)黏彈性條狀阻尼的降噪措施，取得了較好的結(jié)果，其中以在頂蓬前部敷設(shè)條狀阻尼結(jié)構(gòu)效果最佳。同時(shí)，條狀阻尼減振降噪方法在車(chē)內(nèi)噪聲控制的準(zhǔn)確度上還有待進(jìn)一步研究。

4) 由于黏彈性阻尼材料不僅受頻率的影響，還受到溫度的變化的影響，因此可以從溫度方面對(duì)降噪效果再做進(jìn)一步的探討。

[1] 常振臣, 王登峰, 周淑輝, 等. 車(chē)內(nèi)噪聲控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 32(4): 86?90. CHANG Zhenchen, WANG Dengfeng, ZHOU Shuhui, et al. The research on the developing situation and prospects of interior noise control technology[J]. Journal of Jilin University, 2002, 32(4): 86?90.

[2] 陳鑫, 王登峰, 馬正東. SEA方法在車(chē)身聲振設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].汽車(chē)技術(shù), 2008(4): 13?17. CHEN Xin, WANG Dengfeng, MA Zhengdong. Application of SEA method in body NVH design[J]. Automobile Technology, 2008(4): 13?17.

[3] 陳書(shū)明. 轎車(chē)中高頻噪聲預(yù)測(cè)與控制方法研究[D]. 吉林: 吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院, 2011: 1?12. CHEN Shuming. Research on prediction and control methods of automobile middle and high frequency noise[D]. Jilin: Jilin University. School of Automotive Engineering，2011: 1?12.

[4] 張瑾, 馬興瑞, 韓增堯, 等. 基于有限元的能量流分析方法研究[J]. 振動(dòng)與沖擊, 2012, 31(8): 47?51. ZHANG Jin, MA Xingrui, HAN Zengyao, et al. Energy flow analysis based on finite element method[J]. Journal of Vibration and Shock, 2012, 31(8): 47?51.

[5] 王家輝. 統(tǒng)計(jì)能量法在提高乘用車(chē)車(chē)內(nèi)語(yǔ)音清晰度的應(yīng)用研究[D]. 廣州: 華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院, 2015: 1?8. WANG Jiahui. Application and research on improving vehicle interior speech intelligibility using SEA method[D]. Guangzhou: South China University of Technology. School of Mechanical and Automotive Engineering, 2015: 1?8.

[6] 白松, 徐新喜, 劉孝輝, 等. 車(chē)輛壁板聲學(xué)貢獻(xiàn)分析與降噪試驗(yàn)研究[J]. 振動(dòng)與沖擊, 2013, 32(24): 204?209. BAI Song, XU Xinxi, LIU Xiaohui, et al. Vehicle panel acoustic contribution analysis and tests for noise reduction[J]. Journal of Vibration and Shock, 2013, 32(24): 204?209.

[7] ZHANG Xiaoxuan, WU Xiangrang. Application research of statistical energy analysis on vehicle sound package[C]// Proceedings of the FISITA 2012 World Automotive Congress. Berlin: Springer, 2012: 502?507.

[8] 胡瑩, 陳克安, 潘凱. 基于統(tǒng)計(jì)能量分析的飛機(jī)艙室降噪研究[J]. 噪聲與振動(dòng)控制, 2007(2): 65?68. HU Ying, CHEN Kean, PAN Kai. Optimization design about plan cab in noise based on statistical energy analysis[J]. Journal of Noise and Vibration Control, 2007(2): 65?68.

[9] 扈西枝. 基于統(tǒng)計(jì)能量分析進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)研究[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究, 2010(3): 46?48. HU Xizhi. Acoustic optimization about aircraft cab in noise based on statistical energy analysis method[J]. Civil Aircraft Design and Research, 2010(3): 46?48.

[10] 劉濤, 顧彥. 統(tǒng)計(jì)能量分析在汽車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲分析中的應(yīng)用[J].噪聲與振動(dòng)控制, 2006(2): 66?69. LIU Tao, GU Yan. SEA application on vehicle interior noise analysis[J]. Journal of Noise and Vibration Control, 2006(2): 66?69.

[11] 周敬東. 周期阻尼薄板結(jié)構(gòu)聲輻射特性研究[D]. 十堰: 湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化學(xué)院, 2013: 19?49. ZHOU Jingdong. Research on the sound radiation characteristic of the periodic damping plate structure[D]. Shiyan: Hubei University of Technology. School of Vehicle Engineering and Automation, 2013: 19?49.

[12] 范蓉平, 孟光, 荷才春, 等. 黏彈性阻尼材料降低列車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲的試驗(yàn)研究[J]. 振動(dòng)與沖擊, 2008, 27(6): 123?127. FAN Rongping, MENG Guang, HE Caichun, et al. The experimental study on viscoelastic damping materials to reduceinterior noise of train[J]. Journal of Vibration and Shock, 2008, 27(6): 123?127.

[13] 王海濤, 彭潔. 阻尼材料減振性能的分析與研究[J]. 材料應(yīng)用, 2013(8): 45?48. WANG Haitao, PENG Jie. Analysis and research on the vibration control of damping material[J]. Material Application, 2013(8): 45?48.

[14] 孫天鐳. 條形約束阻尼技術(shù)在高速艇減振降噪中的應(yīng)用[J].艦船工程研究, 2001(3): 26?30. SUN Tianlei. Application the stripe damping on the noise and vibration reduction of high-speed boats[J]. Journal of Vessel Engineering Research, 2001(3): 26?30.

[15] 焦映厚, 陳照波. 大型客車(chē)車(chē)身的阻尼減振降噪技術(shù)研究[J].振動(dòng)與沖擊, 2013, 32(6): 121?128. JIAO Yinghou, CHEN Zhaobo. Vibration and noise damping technique for large bus body[J]. Journal of Vibration and Shock, 2013, 32(6): 121?128.

[16] 陳鑫. 基于SEA方法的轎車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲分析與控制研究[D]. 吉林: 吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院, 2008: 41?84. CHEN Xin. Research on analysis and control of car interior noise based on SEA method[D]. Jilin: Jinlin University. School of Vehicle Engineering, 2008: 41?84.

[17] LEPOITTEVIN G, KRESS G. Optimization of segmented constrained layer damping with mathematical programming using strain energy analysis and modal data[J]. Materials and Design, 2010, 31(1): 14?24.

[18] 李登, 陸秋海. 局部約束阻尼層鋪設(shè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 51(12): 1877?1881. LI Deng, LU Qiuhai. Optimal design for partial constrained layer damping[J]. Journal of Tsinghua University (Sci & Tech), 2011, 51(12): 1877?1881.

(編輯 趙俊)

Application of viscoelastic constrained damping structure to interior noise control of a car

XING Peng1,2, LU Chihua1,2, HUA Lin1,2, DENG Song1,2, SU Zhuoyu1,2, DU Songze1,2
(1. Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China; 2. Hubei Collaborative Innovation Center for Automotive Components Technology, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)

To determine the rotational speed range of the main noise radiation of structural vibration, the interior noise of a certain vehicle was tested in the quiet environment and on the smooth road. Then, the energy transfer path was investigated to seek out the main source of the interior noise based on the statistic energy analysis (SEA) model of the vehicle. The viscoelastic constrained damping material was laid on different positions of the roof to reduce the noise. The results show that laying the viscoelastic constrained damping on the front of the roof can effectively restrain the radiate noise from roof vibration.

energy transfer path; SEA model; roof; viscoelastic constrained damping

U491.9+1

A

1672?7207(2016)03?0763?08

10.11817/j.issn.1672-7207.2016.03.008

2015?03?05；

2015?06?15

教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT13087) (Project(IRT13087) supported by the Innovative Research Team in Ministry of Education)

華林，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事振動(dòng)噪聲研究；E-mail: xingpeng0634@126.com