高速动车组车体板材声学参数测试及隔声仿真_孙崇明.docx

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1、 硕 士 学 位 论 文 高速动车组车体板材声学参数测试与隔声仿真 Sound insulation simulation & acoustic parameters experiment of high-speed EMU body plate 作者：孙崇明 导师：宋雷鸣 北京交通大学 2012年 6月 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

2、(保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名 ： q 签 字 円期 ： 年 叾 月 ” 日 导师签名 : 签字日期： 30/1年 乙 月 巧 日 中图分类号： TB533 UDC： 学校代码 ： 100044 密级：公开 北京交通大学 硕 士 学 位 论 文 髙速动车组车体板材声学参数测试及隔声仿真 Sound insulation simulation & acoustic parameters experiment of high-speed EMU body plate 作者姓名：孙崇明 导师姓名：宋雷鸣 学位类别：工学 学科专业：车辆工程 学 号： 10121539 职

3、称：副教授 学位级别：硕士 研究方向：振动与噪声控制 北京交通大学 2012年6月 本论文的工作是在我的导师宋雷鸣教授的悉心指导下完成的，宋雷鸣教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。无论是专业课的学习 还是生活上都给予了很大的指导与帮助。宋老师的为人师表，令我由衷的敬佩， 领会了很多人生道理；宋老师在声学领域的造诣，更是令我折服，学到了很多书 本之外的专业技巧。在此衷心感谢两年来宋老师对我的关心和指导。 同时，衷心的感谢张新华老师在实验过程中的悉心指导，对我的科研工作和 论文都提出了许多的尘贵建议。 在实验室工作及撰写论文期间，高攀师兄，谢禄济同学及吴清坤、宋士轲、 褚华

4、峰师弟，对我论文中相关的实验研究工作中给予了热情帮助，在此向他们表 达我的感激之情。 另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 中文摘要 中文摘要 摘要：当前高速铁路客车车体的轻量化发展和运营速度的不断提高，使车内噪声 控制难度不断加大，从而影响了乘客的乘车舒适性。大量研究工作表明：车内噪 声主要由车下振动噪声、车表面气动噪声和受电弓噪声通过车体辐射到车内的， 并且在100Hz 1000Hz频率范围内，车内噪声较大。因此，车体板材结构隔 声性 能的优劣，将会直接影响车内的乘车环境。 本文主要以高速动车组的车体板材（编号： Al、 A2、 A3、 Bl、 B2、 Cl、

5、C2、 Dl，D2)为研究对象。首先，采用混响室一半消声室法进行了隔声性能测试，分 析得到各板件的隔声量。然后，采用自由振动法测量各板件的阻尼损耗因子、悬 臂梁自由振动法测量其弹性模量、导纳法测试其结构模态密度。 在掌握测试数据的基础上，利用 VA one全频声学振动仿真软件，对板 B3建 立统计能量分析模型，对其它板件建立有限元模型。然后，将实验测得参数赋予 模型材料属性中，基于混响室法进行隔声仿真计算。 分析比较车体各板件的隔声量变化曲线得出：对于中空挤压铝型材，在其外 表面喷涂 2.5mm厚的阻尼浆后，并不能较好的改善其隔声性能；在连接声桥表面 粘贴 1.5mm厚的阻尼毡，对提高其隔声量

6、取得了理想的效果；对于 D类板，在表 面喷涂 8mm厚的阻尼浆，能够明显提高其隔声量。 通过将仿真计算结果与实验测试结果进行对比分析，验证了仿真模型的有效 性。此外，还得出在 100 1000HZ频率范围内，中空挤压铝型材中声能量的传递 主要通过声桥的耦合作用来实现的，空气耦合作用可忽 略不计。 关键词 .混响室 ;半消声室；隔声；阻尼损耗因子；有限元模型； 分类号： TB533 ABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT: The car body lightening development and the speed increasing of the high speed p

7、assenger train? which makes the interior noise control becomes more and more difficulty, thus affecting the travelling comfort of the passengers. A large number of study show that the interior noise is mainly composed of the vibration noise under the train, aerodynamic noise on the surface and panto

8、graph noise, which all of them could transmit into the car through the body. It is always show that the interior noise between 100 and 1000Hz is bigger than other frequencies. Therefore the sound insulation performance of the body plate structure will directly affect the travelling environment. The

9、main objective of the paper is to study the body sheet (ID: Al, A2, A3, Bl, B2, B3, Cl, C2, Dl, D2) of the High-speed EMU. Firstly, a sound insulation measurement is processed， in order to get its insulation, which based on the reverberation room-semi anechoic chamber sound insulation test method. S

10、econdly get the damping loss factor of each plate via free vibration test method, free vibration of the cantilever beam for getting the elastic modulus and admittance test method to get the modal density. On the basis of test data, using VA one, acoustic vibration full-frequency simulation software,

11、 establish static energy analysis model for panel B3 and finite element model for others. Then put the experiment parameters into the material properties of the model. Lastly get the simulation results of the sound insulation, which based on Reverberation room test method. By comparing the sound ins

12、ulation curves of each body plates, analysis the effects on the sound insulation of the hollow extruded aluminium floor by the different damping treatments. Comparing the simulation results with experiment results, it is proved that the simulation model is feasible and effectiveness in sound insulat

13、ion simulation. In addition， the effect of sound coupling much larger than the air coupling within the frequency range of 1001000Hz,for extruded aluminium panels. KEYWORDS ： Reverberation room; Semi anechoic chamber; Sound insulation; Damping loss factor; Elastic modulus； modal density； Finite Eleme

14、nt Model； Static Energy analysis CLASSNO： TB533 中文摘要 . V ABSTRACT . vii 1 職 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.1.1噪声危害 . 1 1.1.2高速动车组的噪声源 . 2 1.1.3噪声控制 . 2 1.2 国内外研究现状 . 3 1.2.1阻尼损耗因子测试发展现状 . 3 1.2.2模态密度测试发展现状 . 4 1.2.3隔声性能研究现状 . 4 1.3 本文研究内容和意义 . 6 1.3.1 研究内容 . 6 1.3.2研究意义 . 7 2 隔声构件的隔声研究理论 . 9 2.1 隔声理论 . 9 2.1.1单

15、层板的隔声理论 . 10 2.1.2双层板的隔声理论 . 15 2.2 隔声构件隔声测量方法研究 . 19 2.2.1测量方法选取 . 20 2.2.2测量原理 . . 20 2.3 本章小结 . 22 3 高速动车组车体板材的隔声量试验测试 . 23 3.1 隔声量试验测试 . 23 3.1.1实验准备 . 26 3.1.2声压级测试 . 28 3.2 隔声量试验分析 . 29 3.3 本章小结 . 31 4 高速动车组车体板材声学参数测试 . 33 4.1 阻尼损耗因子测试 . 33 北京交通大学硕士学位论文 4.1.1阻尼测试方法研究 . 34 4.1.2阻尼比 试验测试 . 37 4.

16、1.3阻尼比试验分析 . 38 4.2 弹性模量测试 . 43 4.2.1弹性模量测试原理 . 44 4.2.2弹性模量试验测试 . 46 4.2.3试验结果分析 . 47 4.3 模态密度测试 . 48 4.3.1点导纳法测量原理 . 48 4.3.2模态密度试验测试 . 49 4.3.3试验结果分析 . 50 4.4 本章小结 . 52 5 高速动车组车体板材隔声仿真 . 53 5.1 VA one仿真软件介绍 . 53 5.2 车体板材的隔声仿真 . 54 5.2.1隔声仿真方法研究 . 54 5.2.2建立有限元仿真模型 . 55 5.3 仿真结果及分析 . 62 5.3.1仿真计算

17、. 62 5.3.2仿真结果分析 . 64 5.4 本章小结 . 66 6 结论与展望 . 69 6.1 基本结论 . 69 6.2 工作展望 . 70 参考文献 . 71 隱 A . 73 作者简历 . 75 独创性声明 . 77 学位论文数据集 . 79 绪论 1绪论 1.1 研究背景 高速动车组作为一种新兴的交通工具，因其速度高，而且能耗小、污染少的 特点，而备受世界关注。列车的高速运行，使人们的出行更加快捷方便的同时， 也给铁路沿线居民和车内乘客带来了噪声干扰问题。随着人民物质生活水平的提 髙，人们对于车辆的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。如果车内噪声过 高，将会严重影响乘客的舒

18、适度。过高的噪声既会损害驾驶员的听力，还会使驾 驶员迅速疲劳，从而对车辆的行驶安全构成极大的威胁。此外，长时间的震动噪 声会引起车体上某些部件的早期疲劳破坏，从而降低列车的使用寿命。 大量研究工作表明：车内噪声主要是由车下振动噪声、车表面气动噪声和受 电弓噪声通过车体辐射到车内的，并且在 100Hz 1000Hz频率范围内，车内噪声 较大。因此，车体板材结构隔声性能的优劣，将会直接影响车内的乘车环境。车 辆的车体板材，主要包括地板、侧墙板板、顶板、车窗、和车门等。它们的外部 声环境不同，从控制车内噪声的目标考虑，对这些不同部件的隔声降噪要求也就 不同。通过对车体的板材进行相关的隔声性能测试研究

19、及建立有效的仿真模型等 方法不断优化车体的结构，达到车内整车噪声最小的效果。近年来，高速铁路客 车 车体的轻量化发展和运营速度的不断提高，使车内噪声控制难度不断加大。为 此，针对高速列车的减震降噪、噪声预测，大家纷纷展开了相关研究。 1.1.1 噪声危害 噪声为人们所厌恶。尽管随着科学技术的发展，人们也能利用噪声造福人类， 例如噪声除草、噪声诊病等，但同时，随着现代工业、建筑业、交通运输业的迅 速发展，各种机械设备、交通运输工具在急剧增加，噪声污染日益严重，危害着 人们的身心健康，成为当今社会四大公害之一。噪声的危害是多方面的，不仅对 人们正常生活和工作造成极大的困扰，影响人们的交谈、思考，影

20、响人们的睡眠， 使人情绪烦躁、反应迟钝、工作效率降低，分散人们的注意力，引起工作事故等。 主要表现在： (1) 噪声作用于人的中枢神经系统，使人们的而大脑皮层的兴奋与抑制平衡 失调，导致反射异常。这些心理上的变化，时间一久便会引起病理上变化，使人 北京交通大学硕士学位论文 产生头痛、脑涨、耳鸣、失眠、心慌、记忆力衰退和全身疲惫无力等症状。对于 孕妇而言，会影响胎儿发育，造成胎儿畸形，并且妨碍儿童智力发育。据资料统 计表明，80dB (A)以下的噪声会引起噪声性耳聋； 80dB (A) 85dB (A)的噪 声会造成轻微的听力损伤； 85dB (A) lOOdB (A)的噪声会造成一定数量的噪

21、声性耳聋； 100dB (A)以上的噪声，会造成相当大的噪声性耳聋 1。 (2) 噪声对消化系统、心血管系统也有着严重的影响，会造成消化不良、食 欲不振、恶心呕吐，从而提高了胃病及胃溃疡的发病率提高，使高血压、动脉硬 化和冠心病的发病率，据调查，在高噪声环境下工作的人常有眼痛、视力减退、 眼花等症状。 (3) 噪声对仪器设备的使用的影响，强噪声会使机械结构因声疲劳而断裂酿 成事故；使建筑物遭受破坏，如墙壁开裂、玻璃震碎等。 1.1.2 高速动车组的噪声源 根据噪声源的不同，噪声可以分为工业噪声、交通嗓声和生活噪声三类。快 捷的交通运输工具，给人们带来便利的同时也使得环境噪声问题变得日益突出。

22、尤其是，近年来高速铁路的发展，高速、节能的轨道客车很大程度上缓解了交通 压力，但其引发的环境噪声问题，不容忽视。如随着我国铁路第六次大提速和 “ 四 纵四横 ” 的高铁规划的实施，武广、郑西、京沪等客运专线的开通，我国高铁迈 入世界高铁前列。然而，高速列车的强噪声、震动大大降低了乘客的舒适度。因 此，社会各界针对噪声控制问题，进行大量的研究以提出相关的控制措 施。 如北京交通大学噪声与振动实验室对动车组车内噪声状况进行了较全面的测 试研究。通过声源识别实验测试研究得出，列车以低于 300Km/h速度运行时，非 受电弓车车内的主要噪声源于车下噪声；当速度高于 247Km/h时，转向架位置所 对应

23、车内 1.2m处的噪声高达 68dBA， 并且车内下部空间噪声级明显高于上部空间。 车下噪声主要包括轮轨噪声、电机的电磁噪声、齿轮啮合的机械噪声及车下各旋 转设备产生的振动传递到车体壁板而产生的辐射噪声等。列车的测试结果表明， 地板、侧墙板的振动幅值偏大，其振动频率与车内的部分频率相 吻合。因此，车 体的辐射噪声对车内的影响不容忽视。 1.1.3 噪声控制 随着可持续发展的观念逐步渗入国民经济的各个部门，道路交通噪声的危害 越来越引起各界人士的重视，提出了相应的噪声控制措施。当前噪声控制主要从 2 绪论 噪声源、介质、接收者三个方面进行，包括治理噪声源、在噪声传播途径上降低 噪声、接收点进行防

24、护。也就是在噪声达到接受者耳膜之前，采用阻尼、隔声、 吸声、个人防护和建筑布局等措施，尽力降低声源的振动，或者将传播中的声能 吸收掉，又或者设置障碍，使声音尽可能多的反射回去。 高速动车组噪声控制是一门涉及噪声振动控制理论、理论力学、空气动力学 等多门学科以及高科技的复杂技术，与车体的轻量化、气密性、减振结构、材料 的隔声性能等息息相关。因此在预测车内噪声时要综合考虑车体各功能部件的结 构形状、材料参数。 目前客车车内噪声控制通常采用的方法是：通过对车内噪声进行实验测量， 采取降噪措施。在没有足够的设计理论和标准的情况下，只能通过多轮 “ 声学设 计一试验测试一降噪设计 ” 来逐渐改进车体设计

25、，从而达到预期目标。这不仅延 长了设计周期还增 大了人力、物力的消耗。 因此，在车辆设计阶段，如果能经过对车体各功能部件与整车进行建模仿真， 进行有效的噪声预测及分析，这将会为车体的结构设计设计提供有利的技术参考 依据，从而大大提髙车辆的生产效率，降低成本而提高市场竞争力。本文诣在对 高速动车组车体板材，进行隔声量、阻尼损耗因子、模态密度、弹性模量等参数 进行测试。在此基础上，对车体各功能部件进行隔声仿真，并验证模型的有效性。 为整车的声学仿真模型提供技术支持。 1.2 国内外研究现状 本文主要是对车体声学功能部件进行阻尼损耗因子、模态密度、弹性模量、 隔声量等声学参数进行试验测试以及隔声仿真

26、。当前国内外对上述结构参数均具 有成熟的理论计算、实验测试方法。 1.2.1 阻尼损耗因子测试发展现状 阻尼损耗因子也称为内损耗因子，根据阻尼的产生机理，如摩擦、流体粘性、 紊流、声辐射、涡流、磁滞后等，内损耗因子主要有结构损耗因子、辐射阻尼损 耗因子、边界连接阻尼构成。对于大部分结构简单的系统、材料的阻尼损耗数据 可由理论计算或相关标准中查询得出。工程中常用结构内损耗因子数值在 1CT1 UT1范围内，对他的精度要求也不是十分苛刻，所以可通过简单的试验方法就可得 到满意的结果。测量阻尼损耗因子方法通常有，模态内损耗因子测量方法、频带 平均内损耗因子测量方法、自有振动法等 2 :1。后文将详细

27、介绍阻尼损耗因子的测 3 北京交通大学硕士学位论文 量。 国内外学者提出了不同的阻尼模型，如粘弹性阻尼、复阻尼（结构阻尼）、迟 滞阻尼、库伦阻尼、空气动力阻尼及各种比例与非比例阻尼等。 2001年赵志高、 黄起柏等，针对衰减法求解效率低的情况，研究提出了一种新型的阻尼测量方法 一频域内幅值跟踪法，该方法在小阻尼的测量中具有较高的效率 4。 2005年，张 政，盛美萍等，通过研究无限板上速度响应的传播衰减规律，发展了一种测试损 耗因子的工程方法一传播衰减法测平板阻尼，并将其推广到周边简支板结构 5; 1.2.2 模态密度测试发展现状 模态密度，对于一些简单子系统（杆、梁、板、圆柱壳等简单固体结构

28、和简 化声场 ） 的模态密度均可通过相应的计算公式计算得出。首先从系统的振动方程 得到频率方程，然后找到用频率表示的共振频率数的数学表达式，再将其数学式 对频率取微分就可以得到模态密度的计算公式。对一些复杂的结构，在分析频率 带宽内振型数较少，国内外均普遍采用 实验的方法来测定模态密度。当密态密度 较大时或试验中固有误差较大、用实验方法测得的模态密度误差也较大，此时可 能计算模态密度相对容易些，因此，对复杂构形的系统常常采用理论与实验相结 合的方法，综合地确定它们的模态密度。 早在 1965年， Clarkson和 Merser 就提出使用互相关函数估计白噪声激励下 结构的频响特性和当激励未知

29、时使用相关函数代替脉冲响应函数的思想框架 6; 1993年美国 SAINA国家实验室的 James等人提出了自然激励技术法，随后两年给 出了完整的理论依据，成功地应用于汽轮机叶片在工 作状态下的模态参数识别 7; 2000年， Bonato等人采用自相关和互相关的方法来识别未知激励下模态参数，指 出基于互相关方法能抵抗噪声干扰而优于自相关识别方法 8;同年，申凡等把互功 率谱引入多参考点频域方法中，用各测点间的互功率谱函数来代替频响函数，填 补了互相关方法中无法获得振型的不足 9; 2004年，郑敏等对时域复指数法和频 域复指数法进行了比较，得出频域复指数法识别精度高的结论 1 ;比利时卢温大

30、 学的 AUWER和 ILLAUME等教授提出最小二乘复频域法，采用离散时间频域模型 和快速递推运算的技巧，提高了抗千扰能力和稳态图的清晰度 11。 随着先进的计算机技术的发展，大量的测试软件不断涌现。诸如比利时 LMS 公司的 Test, lab、 德国 MUELLER BBM的力锤模态测试、东方所的 DASP测试系统 均能方便测试结构的阻尼损耗因子、模态密度等参数。 1.2.3 隔声性能研究现状 4 绪论 对隔声理论的研究，始于 19世纪末， Rayleigh在其 Theory of sound 一 书中，提出不可压缩无限大墙的隔声理论，并推导出薄墙传声损失计算的 “ 质量 定律 ” 。1

31、942年， Gremer引用弹性力学的理论对无限大板传声算计进行研究，得 出斜入射声波的投影波长与板的弯曲波长符合时的吻合效应，阐释了构件传声损 失曲线上出现的低估现象，补充了质量定律 。随后， London提出了混响声场中 单层墙和双层墙的隔声计算理论。 Heckl研究了有限尺寸墙对传声损失的影响，弥 补了低频隔声理论的不足。 Maidanik和 Wallace提出混响声场中板的振动模态福 射阻抗的概念，合理的描述了振动板的声辐射特性 。 70年代后期， Vaicatis率先 研究了入射声场通过粘有粘弹性阻尼层的弹性板向矩形闭合空间的透射 13。之后， Narayanan&Shanbhag进

32、一步研究了边界条件对复合阻尼板噪声衰减的影响，推导 了基于无限大阻尼复合板模型，反映传声损失、吻合频率、芯层材料与声场入射 角之间的数学关系表达式 M。但此方法仅局限于夹层对称约束阻尼板传声损失的 计算。 90年代初， Chonan&Kugo根据弹性力学理论，应用声场与复合板表面之间 和复合板各层材料界面间的质点速度和应力连续的条件，建立求解复合板传声损 失的矩阵方法 15。陈端石，郑辉等，提出将阻尼复合板等效成 “ 单层板 ” 的等效 参数法，较 Chonan&Kugo分析方法，很大程度上简化了阻尼复合板的传声损失计 智 16 异 对于隔声结构理论的研究，从传统的波传递法开始，人们又相继发展

33、了许多 其它研究方法。主要包括：模态分析法 （ The Modal Analysis Approach),是利 用隔声构件的振动模态信息及辐射特性研究其隔声性能 ，统计能量分析法 (Statistical Energy Analysis)， 是基于统计平均概念以能量作为独立变量 ， 可用于高频范围内的计算；数值法 （ Numerical Methods)， 如有限元法和边界元 法，该方法主要用于求解中低频的流固耦合振动问题 7。 最早测试隔声的方法是测试建筑中间间隔的隔声，以后逐渐发展为测试试件 的混响室法。 1960年，国际标准化组织 （ ISO)颁布了混响一混响室法的测试标准。 混响室法测

34、试构件隔声量，要求将试件安装在相邻两个混响室中间，试件面积大 于 10/?2。 1948年， L. Beranek和 Kobrineky提出了一种测试轻质结构隔声的方法。 为减少声波入射时构件隔声对试件大小和边界条件的依赖性，限制声波为垂直入 射，同时使试件面积减小到 1/2。该方法已成功应用于飞机舱、船舶外壁及隔声 罩壳的隔声测试 18。近年来，冯瑀正等人研究提出了混响一隔声消声箱方法，将 声源置于混响室内，接收室是一个小小的消声箱。此方法使适用于小试件，解决 了 L.Beranek测试技术只能得到垂直入射隔声量的缺陷 19。近年来，人们又提出 “ 混响室一消声室 ” 隔声测量方法，为消除近

35、场效应对隔声测试结果的影响，可 以采用声强测试来代替声压测试。为减小漏声的影响，在声源 室测量平均声压级， 5 北京交通大学硕士学位论文 在接收室一侧用加速度测试振动，通过计算得到构件的隔声量。此方法仅局限于 声场对构件的激发且存在边界漏声的情况，但可避免现场测试时的侧向传声。 2001 年，朱蓓丽等人对驻波管中采用吸声末端的小试件垂直入射隔声测量技术进行探 讨研究，提出来驻波分离法 21。 我国也制定了隔声测试相关的国家标准，如声学建筑和建筑构件隔声测量标 准：GB/T19889.1-2005/IS0 140-1:1997。 随着计算技术的发展，涌现了以隔声理论为依托的隔声分析软件，如 70

36、年代， 美国 ANSYS公司开发的大型工程计算软件 ANSYS， 可用于计算复杂结构的水下振动 和声学问题。比利时， LMS公司的大型声学计算分析软件 SYSN0ISE及 Virtual. Lab, 在声学预报、计算和解决声学问题有很强大的功能。此外，法国 ESI集团开发的 额统计能量分析软件 AutoSEA2及基于 AutoSEA2的 VA one软件，直观的三维图形 界面，方便的进行声学仿真。可应用上述软件模拟仿真混响室法、混响室一半消 声室法、驻波管法等隔声 测试。这些研究方法的发展和软件的开发都推进了隔声 理论的研究和进一步的发展。 1.3 本文研究内容和意义 1.3.1 研究内容 本

37、文以新一代高速动车组的车体板材为研究对象，以实验测试、仿真计算相 结合的方法，对各部件分别进行隔声量、阻尼损耗因子、弹性模量及模态密度等 参数的测量。然后建立相应的声学仿真模型，并验证其有效性。从而，为后期车 体的车内噪声预测模型的建立提供技术参考。 本文的主要工作流程如图 1.1所示： 图 1.1研究流程图 Fig 1.1 Resourceful flowchart 6 绪论 首先阐述了单层均质板和双层板的隔声原理，在此基础上详细介绍了隔声测 试试验研究方法，给出了混响室一半消声室隔声测量方法的基本原理。利用混响 室一半消声法，对车体板材进行隔声测试。 其次，阐述了阻尼特征值的数学描述和测量

38、方法、悬臂梁自由振动法测量弹 性模量的基本原理及模态密度的测试方法研究。之后，分别测量并计算出车体各 功能部件进行阻尼损耗因子、弹性模量、模态密度等参数。 最后，利用 VA one软件，对车体的各功能部件进行隔声仿真建模，通过将仿 真结果与实验测试结果进行比较，从而验证得到有效隔声仿真模型。希望能够为 整车的车内噪声预测声学模型的建立提供有利的参考价值。 1.3.2 研究意义 建立有效的车体结构隔声仿真模型，可以为车体各部件的设计提供有利的参 考价值。将设计好的结构直接进行隔声仿真预测，便可以直接淘汰其中某些不理 想的方案设计，从而缩短设计周期，节省设计成本。 此外，希望通过对车体各部件的仿真

39、研究，能够为整车的模型建立提供经验 参考，从而建立有效的车内噪声预测仿真模型。缩短设计周期，同时给乘客以安 静的乘车环境。 7 隔声构件的隔声研究理论 2隔声构件的隔声研究理论 众所周知，噪声控制原理，就是在噪声到达耳膜之前，采用阻尼、隔声、吸声、 个人防护和建筑布局等措施，尽可能的降低声源的振动，或者将传播中的声能吸 收掉，或者设置障碍，让声音全部或部分反射出去。其中，隔声是传播途径控制 中最常用的方法之一。例如，提髙车体构件的隔声性能会降低高速列车的车内噪 声，把声源与车内乘客隔开，使噪声源辐射的噪声尽可能少的传入车内。因此， 提高构件的隔声能力对降低车内噪声至关重要。噪声传入车内的途径很

40、多，除了 沿着车体部件间的缝隙传入车内外，还有下列两种途径： （ 1)空气传声：声波通 过空气 介质传到构件上（如车体的侧墙板、地板、顶板等）迫使结构引起相应的 振动而向车内辐射噪声。 （ 2)固体传声：物体在结构上产生撞击，因而引起车体 内表面的振动而向车内辖射噪声。 结构隔声测试是声学测试的主要内容之一，在结构声学设计、环境噪声控制、 建筑声学、交通工具、国防工业领域应用极为广泛。本课题主要是希望通过对车 体的关键部件进行隔声测试，来验证隔声仿真模型的有效性，同时通过测量不同 阻尼处理方式板件的隔声量，为结构设计改进提供相关的支持。 建筑和建筑构件的隔声测量是研究动车组各部件隔声的理论基础。本章将系 统的阐述隔声的基本理论、隔声测试方法及车体各声学部件的隔声试验测试。 2.1隔声理论 图 2. 1. 1隔声原理示意图 F