聲壓
關(guān)注創(chuàng)建者：憶森 創(chuàng)建時間：2020-07-28
聲壓的視頻教程
基于hyperworks與nastran的車身原點動剛度與IPI仿真分析教程
研究表明，反映連接點動剛度特性的原點加速度導(dǎo)納 IPI 對室內(nèi)聲壓響應(yīng)起主導(dǎo)作用，雖然車身內(nèi)飾和室內(nèi)空腔也影響室內(nèi)聲壓，但若加速度導(dǎo)納特性差則很難通過后期其他的優(yōu)化方法來達(dá)到提升整車NVH能的目的。因此車身各個安裝點的動剛度對車內(nèi)振動和噪聲有著巨大的影響，對動剛度進(jìn)行分析和優(yōu)化具有十分重要的工程意義。
￥99 1小時8分鐘 1106播放
查看
Ansys workbench Harmonic Acoustics聲固耦合聲固諧響應(yīng)分析
采用ANSYS Workbench 2019版Harmonic Acoustics模塊計算了10-10000HZ的聲信號作用下的聲場、聲壓作用到結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變、變形與頻率的關(guān)系曲線。
￥55 31分鐘 471播放
查看
聲壓的實例教程
在這種情況下，人們就采用聲壓級去描述聲音的大小，聲壓級顧名思義就是在聲壓的基礎(chǔ)上引入了“級”的概念，它用對數(shù)的方式來表示。可能大家對它的單位更加熟悉：分貝（dB）。講到分貝，大家的第一反應(yīng)可能是聲音的大小，比如安靜的教室大約是40分貝，嘈雜的道路是80分貝……但是其實分貝并不是聲音的單位，它實際上是一個無量綱量，是表示比率或增益的對數(shù)單位，聲壓級通過聽閾（20μPa）為基本聲壓值，具體公式如下
P：測量聲壓
P0：基本聲壓值（20μPa）
通過對數(shù)處理后的聲壓級來描述聲壓，范圍就從原來的2x﹣?~20Pa變成了0~120dB，這樣就很方便我們?nèi)粘β曇暨M(jìn)行比較和評價了，另外還有一個重要的原因，就是聲壓的變化范圍與人耳聽覺感受的變化不成正比，不能直觀地表達(dá)人耳的聽覺感受，聽覺系統(tǒng)更貼近對數(shù)尺度，因此引入了聲壓級的概念。
除了聲壓之外，還有另外兩個非常重要的參數(shù)——聲強和聲功率。先講講聲強，在《聲學(xué)基礎(chǔ)》中是這樣定義它的：通過垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流，也叫平均聲能量流密度，單位為w/㎡。可以理解為當(dāng)聲波在垂直于傳播方向上單位面積的聲能量越多時，聲強就越大，聲音就越強，因此聲強是表示聲音強弱的一個客觀物理量。聲強和聲壓一樣，都是用于描述聲場的，那為什么有了聲壓還需要借助聲強呢？因為聲壓是標(biāo)量，有局限性，不能描述聲能的幅值和流速，而聲強是有大小和方向的矢量，包含了更多信息，可以用于確定并量化噪聲源及其傳遞路徑、確定結(jié)構(gòu)的聲傳遞損失等。
展開 在現(xiàn)實生活中，通常人耳可以聽到的聲壓幅值區(qū)間在20μPa~20Pa，從聽閾（20μPa）到痛閾（20Pa）相差了100萬倍，如果以線性尺度去描述聲壓，如下圖所示，很明顯能發(fā)現(xiàn)在對比變化較大的幅值時，該方法并不是特別合適，聲壓如果小于0.001Pa，就幾乎無法查看了。
在這種情況下，人們就采用聲壓級去描述聲音的大小，聲壓級顧名思義就是在聲壓的基礎(chǔ)上引入了“級”的概念，它用對數(shù)的方式來表示。可能大家對它的單位更加熟悉：分貝（dB）。講到分貝，大家的第一反應(yīng)可能是聲音的大小，比如安靜的教室大約是40分貝，嘈雜的道路是80分貝……但是其實分貝并不是聲音的單位，它實際上是一個無量綱量，是表示比率或增益的對數(shù)單位，聲壓級通過聽閾（20μPa）為基本聲壓值，具體公式如下
P：測量聲壓
P0：基本聲壓值（20μPa）
通過對數(shù)處理后的聲壓級來描述聲壓，范圍就從原來的2x~20Pa變成了0~120dB，這樣就很方便我們?nèi)粘β曇暨M(jìn)行比較和評價了，另外還有一個重要的原因，就是聲壓的變化范圍與人耳聽覺感受的變化不成正比，不能直觀地表達(dá)人耳的聽覺感受，聽覺系統(tǒng)更貼近對數(shù)尺度，因此引入了聲壓級的概念。
除了聲壓之外，還有另外兩個非常重要的參數(shù)——聲強和聲功率。先講講聲強，在《聲學(xué)基礎(chǔ)》中是這樣定義它的：通過垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流，也叫平均聲能量流密度，單位為w/㎡。
展開 我們常常能聽到“聲壓為55dB”、“聲功率太小”等字眼，這些都是用來描述聲音的物理量，但聲壓、聲強、聲功率同時出現(xiàn)，就容易混淆概念，弄不清其中的區(qū)別與聯(lián)系，下面我們來一一解析這三個詞。
三者的定義
聲壓：聲音傳遞時，聲波傳播擾動介質(zhì)，使得介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生的壓強變化叫做聲壓，單位為Pa。
聲強：單位時間內(nèi)，通過與聲波前進(jìn)方向垂直的單位面積上的聲能定義為聲強，單位為W/m2。聲強是矢量（有大小和方向），也可以簡單地認(rèn)為：
某點的聲強=（瞬時聲壓ⅹ瞬時速度）的平均值
聲功率：聲功率定義為聲源在單位時間內(nèi)向外輻射的聲能，單位為W。
三者的聯(lián)系
我們都知道，描述聲音的三個參數(shù)是聲壓、聲強和聲功率，它們之間有一定的關(guān)系。
聲功率與聲強：兩者有直接的關(guān)系，觀察兩者的單位（W與W/m2）可以發(fā)現(xiàn)以面積為變量，對聲強求積分來得到聲功率的值。
聲壓：在特定的聲學(xué)環(huán)境中，在一定位置，使用聲壓計可以測量出可感知聲源的聲壓。
聲功率與聲壓：在一個有電暖氣的房間中，暖氣散發(fā)出一定功率的熱能，所以從暖氣片中散發(fā)出來的熱能與環(huán)境無關(guān)，不受環(huán)境的影響。但是房間中的溫度與房間中的熱能環(huán)境有關(guān)，不同位置的溫度可能不一樣。類似地，放置在房間中的音箱輻射出一定功率的聲能，但是聲壓取決于聲學(xué)環(huán)境和在房間中距聲源的距離，如下圖所示。聲功率是“根源”，聲壓是聲源引起的“影響”。
展開 另一方面，聲壓是聲源輻射聲音能量的結(jié)果，這些能量轉(zhuǎn)移到特定的聲音環(huán)境中并在特定位置進(jìn)行測量。聲功率是原因，聲壓是效果。
聲強與聲壓之間的關(guān)系
可以用熱來作為一個簡單的比喻，幫助了解 聲功率和聲壓之間的關(guān)系。
一個電加熱器具有一定的功率輸出，它輻射到一個房間，提高了房間的溫度。加熱器的功率輸出獨立于加熱器所在的房間。然而，房間內(nèi)的溫度會根據(jù)我們與加熱器的距離以及房間的特性而有所不同，例如房間的大小以及通過房間的墻壁和地板吸收或傳遞的熱量。
聲源的聲功率輸出與房間內(nèi)聲壓級之間的關(guān)系類似。從聲源輻射出來的聲能會提高房間的 聲壓級。聲源的聲功率級與房間獨立，但聲壓級將取決于我們 與聲源的距離和 房間的特性，這包括房間的大小，以及房間內(nèi)表面反射或吸收聲音的程度。
就像聲壓一樣，我們通常以分貝為單位表達(dá)聲強。這有時可能產(chǎn)生混淆——特別是當(dāng)省略參考值時。聲壓級的參考值為20μPa，而聲功率級的參考值為1pW。
選擇這些參考值，使得在一個完美的自由場，在傳播面積為1m 2的距離， 聲壓級和聲功率級相等。
為什么要決定聲功率級？
了解裝置的聲功率級非常有用。它允許我們客觀地比較不同裝置的聲音輸出，而不需要知道它們的測試環(huán)境或測量的距離。因此，聲功率級非常適合用于指定裝置的噪音發(fā)射限值，以及驗證是否符合限值。
由于聲功率級與聲音環(huán)境和測量位置無關(guān)，因此我們也可以計算在已知的聲音環(huán)境中，從裝置到特定位置的聲壓級。
例如，聲學(xué)顧問可能會使用機器的 聲功率級來計算在附近住所所產(chǎn)生的 聲壓級，如果要安裝在特定位置，則該機器將在附近住所產(chǎn)生的聲壓級。然后，顧問可以確定居所產(chǎn)生的噪音是否 符合有關(guān)規(guī)例，或是否應(yīng)設(shè)計或選擇不同、更安靜的機械設(shè)備。
展開 由于聲功率級與聲音環(huán)境和測量位置無關(guān)，因此我們也可以計算在已知的聲音環(huán)境中，從裝置到特定位置的聲壓級。
例如，聲學(xué)顧問可能會使用機器的
聲功率級
來計算在附近住所所產(chǎn)生的
聲壓級
，如果要安裝在特定位置，則該機器將在附近住所產(chǎn)生的聲壓級。然后，顧問可以確定居所產(chǎn)生的噪音是否
符合有關(guān)規(guī)例
，或是否應(yīng)設(shè)計或選擇不同、更安靜的機械設(shè)備。
如何測量聲功率？
聲功率可以根據(jù)聲壓或聲強度測量來確定。
有兩種方法可以從聲壓測量中確定聲功率：
直接法
和
比較法
。直接法最常用于
自由場環(huán)境
，但也可用于混響場。然而，比較法
僅用于混響場
。
在直接法中
，定義了包覆所測試裝置的虛構(gòu)表面，并在表面上的多個位置進(jìn)行聲壓測量。這些聲壓級測量是在空間上平均和校正聲音環(huán)境的影響（例如背景噪音）。
一旦確定測量表面的平均聲壓級，只需調(diào)整表面面積與參考面積 1
m2
的比例，即可計算聲功率級。這是聲功率級等于聲壓級的地方。
比較法
有點不同。在此方法中，會使用具有
已知且穩(wěn)定
的聲功率級的參考聲源，在測試室內(nèi)進(jìn)行聲壓測量，參考聲源在操作和正在測試裝置的情況下進(jìn)行。接著，可透過比較所測量的聲壓級與每個聲源來計算接受測試裝置的聲功率級。
從聲強測量中確定聲功率的過程與直接測量聲壓方法非常類似。
展開 
聲壓的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
聲壓的最新內(nèi)容
4.噪聲控制優(yōu)化
預(yù)測建筑周邊及內(nèi)部風(fēng)噪聲分布，識別噪聲源（如百葉、通風(fēng)器）空間分布，及其在風(fēng)環(huán)境下產(chǎn)生噪聲的聲壓級大小，評估其對周邊敏感區(qū)域（如住宅、醫(yī)院、學(xué)校）的影響。指導(dǎo)選用低噪聲構(gòu)件、優(yōu)化幾何造型（如導(dǎo)流鰭片）、設(shè)置聲屏障，有效降低室內(nèi)外噪聲污染，提升聲環(huán)境舒適度。
自由場傳聲器：適合于邊界影響可忽略、僅存在聲源直達(dá)聲的自由場環(huán)境，如消聲室或戶外空曠的測試場景，需正對聲源放置，可精準(zhǔn)測量聲源直達(dá)聲的聲學(xué)特性；
擴散場傳聲器：適合于聲能均勻分布、聲波在各方向無規(guī)則傳播的聲場環(huán)境，如混響室、周圍分布多個聲源等測試場景，可在均勻擴散聲場中獲取穩(wěn)定準(zhǔn)確的聲壓數(shù)據(jù)；
壓力場傳聲器：測量傳聲器振膜表面的真實聲壓，適合于小型空間、聲壓分布均勻的壓力場環(huán)境，如耦合腔或邊界壁面的表面聲壓測量等
### 三、典型優(yōu)化效果（案例）
- **剛度**：一階固有頻率 +8.5%
- **振動**：最大法向振速 -23.6%
- **噪聲**：2500Hz內(nèi)近場聲壓明顯降低
- **重量**：板厚/筋優(yōu)化后可減重5–15%
### 四、設(shè)計要點總結(jié)
1.
研究指出，電容傳聲器的靈敏度由振膜 - 背極間距、振膜在聲壓下的撓度、極化電壓三個參數(shù)決定。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料選型，振膜- 背極間距、振膜質(zhì)量、氣隙阻尼、內(nèi)部容積順性等參數(shù)，其隨時間的變化可基本忽略；唯有振膜的機械張力，會隨時間發(fā)生緩慢的應(yīng)力松弛，進(jìn)而導(dǎo)致振膜順性變化，最終引發(fā)靈敏度的系統(tǒng)性漂移。
這一結(jié)論，為傳聲器穩(wěn)定性的優(yōu)化與評估，指明了的關(guān)鍵方向。
2 數(shù)據(jù)分析：多維度圖表：生成時域圖、頻譜圖、時頻譜；支持噪聲聲壓級VS頻率、制動車速VS頻率、制動壓力VS頻率、減速度VS頻率、溫濕度VS頻率、盤溫曲線、聲壓級VS減速度、車速VS減速度等關(guān)聯(lián)圖表，直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)系。
3 重新分析：可修改分析參數(shù)（如分析范圍、噪聲閾值），對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行重新計算，優(yōu)化分析結(jié)果。
其基本原理是，如圖2，根據(jù)Kirchhoff-Helmholtz積分方程，曲面S包圍的內(nèi)部聲場可以由表面聲壓和法向質(zhì)點振速共同作用得到，如果在表面S上連續(xù)分布一系列單極子和偶極子聲源，其聲源強度正比于對應(yīng)的表面聲壓及法向質(zhì)點振速，即可重構(gòu)曲面S的內(nèi)部聲場，見式（1）。
數(shù)據(jù)高度可信，與實驗強吻合
通過對比 Actran 仿真結(jié)果與 KLIPPEL 實驗量測數(shù)據(jù)，喇叭單體的聲壓級（SPL）曲線、阻抗幅值曲線在主要頻段趨勢一致，能精準(zhǔn)反映單體的電學(xué)-機械-聲學(xué)多物理場耦合特性，證明仿真模型的邊界條件與材料參數(shù)設(shè)定接近實際情況，可直接作為后續(xù)系統(tǒng)設(shè)計驗證的基礎(chǔ)。
HBK噪聲測試方案嚴(yán)格遵循多項現(xiàn)行與即將實施的標(biāo)準(zhǔn)：
GB 42590-2023
ISO 5305:2024
EU 2019/945
EASA 2022指南
方案支持：
聲壓級與聲暴露級測試
聲功率測試（依據(jù)ISO 3744:2010）
手持式現(xiàn)場噪聲監(jiān)測
高精度氣象與位置跟蹤集成
數(shù)據(jù)自動修正與報告生成
后處理分析：基于加速度或聲壓信號的轉(zhuǎn)速提取、特征信號處理、模態(tài)分析、動平衡分析（單面、雙面、多面）、軸心軌跡與平均軸心位置（軸絕對振動，軸向位移、差脹、斜面差脹、殼脹、閥門位置，極坐標(biāo)、伯德圖、APHT圖、半頻譜圖、全頻譜圖、趨勢圖、XY圖、動力學(xué)剛度圖）、根軌跡分析、故障診斷分析，聲品質(zhì)分析，基于波束形成法和聲全息方法的噪聲源定位。
費用：3500元/席位
報名方式：請聯(lián)系對應(yīng)區(qū)域的產(chǎn)品銷售，進(jìn)行報名
培訓(xùn)內(nèi)容：
電機聲學(xué)、振動測量基礎(chǔ)知識
傳聲器、加速度計的測量知識；聲壓級、A計權(quán)、聲功率、加速度、速度、位移、頻譜分析；數(shù)采系統(tǒng)使用。
