岩棉： Elastic frame
力学性能参数
Poros-Elastic：需要知道力学参数
– 杨氏模量（体积模量）
–
–
泊松比
内损耗因子
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力学性能测试
准静态测试方法(No Std)
– 机械阻抗和侧向变形
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力学性能测试
准静态方法
– 有限元静力学仿真：任意确定一个弹性模量和损耗因子，选择不同的泊松比计算，可以获得 T
随泊松比变化的函数
– 利用试验测试获得的 T 和仿真的结果可以得到材料的泊松比
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力学性能测试
准静态方法
Weight
Cost
A balanced Solution
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Part2
声学包开发的内容
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整车NVH开发流
标杆研究
指标设定/分解
NVHCAE/DVP验证
样车调校
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声学包开发的意义
Airborne Noise
Structure-borne Noise
声学包解决方案
动力传动系噪声源
Wind noise
传动系统通过车身/底盘的传播
路面/底盘噪声源
路面/底盘通过车身的传播
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声学包开发的意义
Space
Noise Performance
整车声学包设计
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声学包模型开发
SEA 模版模型
– CAD/FE 输入
材料数据库
–
– – – –
各向同性材料：密度，弹性模量，泊松比，阻尼损耗因子
各向异性材料：密度，弹性模量，泊松比，阻尼损耗因子 多孔吸声材料：吸声系数/表面阻抗，孔隙率，流阻、弯曲率，温度特征长度，粘滞特征长度 阻尼材料：密度，阻尼损耗因子，弹性模量，泊松比 质量材料：面密度 or IL or TL
2016/7/1
声学包开发流程
标杆研究
指标设定/分解
NVHCAE/DVP验证
声学包设计及验证
• 整车声学包模型
– – FEM/CAD BOM/材料参数
样车调校
•
声学包模型验证
– – – 现场TL测试 Ideal load测试 Real Load测试
•
声学包设计开发
– 满足目标性能 的声学包开发
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– FEM/CAD
–
隔声材料性能
–
–
中控台传递损失
…
–
BOM/材料参数 •
•
子系统性能对标
– – 面板子系统 座椅等子系统
•
声学包模型验证
– – 现场TL测试 Ideal load测试
•
发动机舱/乘客舱吸声 系数
– – – 舱盖吸声性能 顶衬吸声性能 门吸声性能
–
材料类型/厚度
•
整车性能对标
– – 语音清晰度 面板贡献量
α 混响箱
ISO 354 / ASTM C423 要求样本太大，由SAE 声学材料委员会主持研究标准的小样本 混响室测试 相当于ISO 354 / ASTM C423混响室体积的1/10 （甚至更小），每个混响箱须利用标 准混响室进行标定 利用脉冲响应法及施罗德原理
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声学包开发流程
标杆研究 声学包对标测试
• 材料性能对标
– 吸声材料性能
指标设定/分解 声学包指标设定及分解
• 地板/车门等TL
– 地毯传递损失
NVHCAE/DVP验证
样车调校 声学包调校及优化
• • 密封性能检测 NPA分析 声学包优化
– – 声学性能 成本/重量/尺寸
声学包设计及验证
• 整车声学包模型
几何物理参数测试
Inverse method：遗传算法，最小价值函数解
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几何参数测试
analytical inversion method
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多孔吸声材料分类
材料拓扑分类
部件子系统优化
发动机舱、顶衬、后备箱等吸声性能设计
Headliner Trim Absorption
Absorption, Sabine/m^2
NHeadliner_WithFelt_v3 NHeadliner_WithFelt_v2 NHeadliner_WithFelt_Baseline
Frequency (Hz) 23 copyright T&S Technology -2012
• 地板/车门等TL
– – – 地毯传递损失 中控台传递损失 …
NVHCAE/DVP验证
样车调校
•
发动机舱/乘客舱吸声 系数
– 舱盖吸声性能
–
– –
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顶衬吸声性能
门吸声性能 …
声学包指标设定与分解
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整车状态下的NPA分析，明确关键传递路径
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声学包设计与验证
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部件子系统优化
地板、火墙等板件传递损失优化 密封、填充等传递损失优化
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
整车性能对标
– – 语音清晰度 面板贡献量
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材料性能测试
吸声系数测试
– 法向入射吸声系数
–
无规入射吸声系数
传递损失测试
– – 驻波管法 试验室法
阻尼材料测试
– – Oberst 方法 SAE 方法
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总结
整车NVH开发流程中的声学包开发工作包括：
– 对标测试：吸声、隔声、阻尼，质量、密度，空间分布、贡献量，声源级等等，关键制定合理
的测试方案
– – – 指标分解： CAE分析：SEA模型、材料物性参数测试、声源特性参数、NPA、制定优化方案 实车调教：实车NVH测试、检漏测试、部件子系统优化等
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几何物理参数
Flow resistivity：流阻，气流流过结构的阻力，定义为
其中 Δ p 为气流流过材料的压力损失
Vairflow 为气体流量，d为材料厚度
测试标准：EN 29053 std (ISO European std)
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几何物理参数
Open Porosity：开孔孔隙率，材料内部流体体积与材料总体积的比值
定义：
闭孔孔隙率为零
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几何物理参数测试
开孔孔隙率测试（No Std）
– 利用理想气体恒温压缩（玻意耳定律）
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吸声系数测试方法和标准
混响室法： ISO 354/GB T20247/ASTM C423《声学 混响
室吸声测量》，测量结果为无规入
射吸声系数 驻波管法：ISO 10532/ASTM E1050/ASTM C384，测量结果为法 相入射吸声系数
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– Rigid Frame：结构远远强于内部气体，如聚合物纤维、穿孔板等
–
–
Limp：材料密度与内部气体密度相当，结构非自支撑，多是纤维类
Elastic frame：结构与内部流体相互作用，如岩棉
聚合物纤维：Rigid Frame
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软玻璃纤维：Limp
几何物理参数
Tortuosity：弯曲率，无量纲量，描述流体流过材料路径的弯曲程度
定义：
其中，v 为流体流速，V 为均一体积 测试方法（No Std）：电学方法
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几何物理参数
Viscous characteristic lengths：粘滞特征长度
车辆声学包开发技术
材料、设计及优化
杨勇 大友科技北京总部
报告内容
Part1 声学包开发的意义 Part2 声学包开发的内容 Part3 声学材料性能测试方法 Part4 声学包开发 CAE 方法 Part5 应用开发实例