噪聲的案例
LMS 結(jié)構(gòu)噪聲及流體噪聲解決方案
航空航天
由于其巨大的體積和本身固有特性，飛機(jī)在在機(jī)場(chǎng)附近產(chǎn)生的噪聲是非常惱人的，并且它也常為飛機(jī)設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)。例如飛機(jī)在起飛和降落時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、機(jī)翼噪聲、起落架噪聲都成為整體噪聲的重要構(gòu)成部分。
感謝新的流體噪聲模塊以及其與CFD軟件之間良好的接口。SYSNOISE Rev5.6提供了一個(gè)更易于理解起落架噪聲和機(jī)翼噪聲的解決方案，這使得我們的工程師能夠設(shè)計(jì)出更好的飛機(jī)從而降低飛機(jī)的流體噪聲。
其他應(yīng)用
SYSNOISE Rev5.6 同時(shí)也在其他行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
- 加工車(chē)間
- 電子行業(yè)
- 工業(yè)企業(yè)
- 動(dòng)力系統(tǒng)
- 計(jì)算機(jī)風(fēng)扇噪聲
- 硬盤(pán)噪聲
- 家用電器（吹風(fēng)機(jī)、吸塵器等）
- 等。
流體噪聲分析的廣泛應(yīng)用
展開(kāi) 白噪聲與粉紅噪聲
我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)白噪聲與粉紅噪聲，有的時(shí)候也要用到它們，如用猝發(fā)隨機(jī)進(jìn)行模態(tài)測(cè)試時(shí)，則是使用白噪聲；對(duì)PP型聲強(qiáng)探頭進(jìn)行相位校準(zhǔn)時(shí)，則是使用粉紅噪聲。它們到底有什么區(qū)別呢？
關(guān)于白噪聲與粉紅噪聲的定義，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均給出了明確的定義，如標(biāo)準(zhǔn)《JJG 1034 聲學(xué)計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義》和《JB/T 8429 機(jī)械噪聲詞匯》等均給出了同樣的定義。
1 白噪聲的定義
標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)白噪聲定義為：用固定頻帶寬度測(cè)量時(shí)，頻譜連續(xù)并且均勻的噪聲。白噪聲的功率譜密度不隨頻率改變。或者說(shuō)，如果在某個(gè)頻率范圍內(nèi)單位頻帶寬度噪聲成分的強(qiáng)度與頻率無(wú)關(guān)，也就是具有均勻而連續(xù)的頻譜，則此噪聲稱(chēng)為“白噪聲”。注：白噪聲不一定是無(wú)規(guī)噪聲。
在這個(gè)定義中，前提條件是用固定頻帶寬度或單位頻帶寬度測(cè)量，如頻率分辨率固定的窄帶譜，則屬于這種情況。頻譜連續(xù)均勻是表示白噪聲的頻率成分分布在整個(gè)頻帶上，且在每條譜線(xiàn)上的幅值大小均勻（等強(qiáng)度），即幅值相差不大，如圖1中綠色曲線(xiàn)所示的10kHz以?xún)?nèi)的白噪聲的頻譜的幅值就很均勻，具有隨機(jī)信號(hào)的特征。后一句是從能量的角度來(lái)考慮的，即功率譜密度不隨頻率變化，在所有的頻率上幅值大小相同，如圖1中紅色曲線(xiàn)所示為這個(gè)白噪聲的功率譜密度PSD。
展開(kāi) 車(chē)輛通過(guò)噪聲法規(guī) | 使用室內(nèi)車(chē)輛通過(guò)噪聲測(cè)量進(jìn)行認(rèn)證
為了更大限度地減少室內(nèi)設(shè)施中的輪胎/轉(zhuǎn)轂噪聲，建議在轉(zhuǎn)轂上使用盡量少的從動(dòng)軸，并且輪胎最好是光滑的或低噪聲的。可以在輪胎周?chē)O(shè)置噪聲屏障或其他掩蔽方法，以進(jìn)一步減少測(cè)量過(guò)程中來(lái)自轉(zhuǎn)轂的輪胎噪聲對(duì)動(dòng)力總成噪聲的噪聲污染。
如果剩余的輪胎噪聲比被測(cè)車(chē)輛產(chǎn)生的最大A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)低10dB以下，則通過(guò)從室內(nèi)測(cè)量中減去能量來(lái)校正結(jié)果。為了盡量減少這種影響，再次建議
使用光滑的輪胎
，并且可以引入
輪胎的掩蔽
，前提是它不會(huì)消除任何與動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)的噪聲。根據(jù)ISO-362:2016B6，即使在轉(zhuǎn)轂上使用光面輪胎時(shí)，也必須執(zhí)行并記錄此評(píng)估。
輪胎/路面噪聲的評(píng)估
包括兩個(gè)程序：
自由滾動(dòng)噪聲
的評(píng)估。
評(píng)估輪胎/路面噪聲
，包括扭矩影響，應(yīng)使用簡(jiǎn)化的扭矩影響方法從自由滾動(dòng)噪聲中得出。
ISO362-3:2016附錄B中更詳細(xì)地描述了評(píng)估輪胎/路面噪聲、自由滾動(dòng)噪聲和扭矩影響的所有條件。
車(chē)輛總體噪聲
此計(jì)算針對(duì)ISO362-3.2016第10.2.4段中所述的每個(gè)單次運(yùn)行進(jìn)行。
車(chē)輛必須符合室外通過(guò)噪聲法規(guī)51-03附件3中所述的相同操作條件、WOT和CRS測(cè)量，并遵守與室外通過(guò)噪聲測(cè)試相同的
Lurban
噪聲限制。
展開(kāi) 噪聲基礎(chǔ)及電機(jī)噪聲的測(cè)量
這樣電機(jī)的聲功率級(jí)
Lw=Lp+10lgS
如前文表格可知，如果環(huán)境噪音較大，會(huì)影響電機(jī)噪聲的測(cè)量結(jié)果。通常認(rèn)為：如果環(huán)境噪聲低于電機(jī)噪聲10dB或更多，可不修正；如果環(huán)境噪聲小于電機(jī)噪聲4~10dB，應(yīng)根據(jù)前文表格修正；如果電機(jī)噪聲與環(huán)境噪聲的差值小于4dB，測(cè)量結(jié)果無(wú)效。
電機(jī)噪聲的限值
GB10069.3規(guī)定了電機(jī)噪聲限值，這是個(gè)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，是必須要執(zhí)行的。另外各種類(lèi)型的電機(jī)還有各自的、更有針對(duì)性的要求，這里不再列出。只是有幾點(diǎn)需要說(shuō)明：
噪聲限值是一般是針對(duì)空載噪聲的，電機(jī)帶載后的噪聲較難評(píng)價(jià)。當(dāng)型號(hào)相同的兩臺(tái)電機(jī)做對(duì)拖試驗(yàn)時(shí)，不考慮負(fù)載電流的影響，根據(jù)噪聲的疊加原理，噪聲應(yīng)為一臺(tái)電機(jī)加3dB。
額定頻率50Hz的電機(jī)在接入60Hz電源時(shí)，因轉(zhuǎn)速增加，噪聲約增加3~5dB。
變頻器供電時(shí)由于電壓諧波較大，電磁噪聲顯著增加，且主要成分為高頻噪聲，較為刺耳。基于這個(gè)原因，GB10069.3并未規(guī)定變頻電機(jī)的噪聲限值。
雖然前節(jié)提及了噪聲平均值的計(jì)算，但是有的標(biāo)準(zhǔn)或客戶(hù)要求把各測(cè)點(diǎn)噪聲的最高值作為電機(jī)的噪聲，這是需要供需雙方溝通確認(rèn)的。
太多時(shí)候，雖然電機(jī)的噪聲并未超出標(biāo)準(zhǔn)要求，但是有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)人員能識(shí)別出“異常”聲音。這需要積累，更需要如頻譜分析儀等專(zhuān)業(yè)測(cè)量設(shè)備的使用。
結(jié)束語(yǔ)
分析電機(jī)的噪聲，乃至提出優(yōu)化措施，已超出本文的范圍。電機(jī)本體的噪聲可分為三大類(lèi)：電磁噪聲（除與電磁設(shè)計(jì)相關(guān)外，還與結(jié)構(gòu)件的配合、結(jié)構(gòu)件的裝配精度等有關(guān)）、空氣動(dòng)力噪聲（如內(nèi)外風(fēng)扇，鑄鋁轉(zhuǎn)子的端環(huán)風(fēng)翼引起）和機(jī)械噪聲（軸承、各種摩擦）。
展開(kāi) 
干貨 | 什么是差模（常模）噪聲與共模噪聲？
傳導(dǎo)噪聲可分為兩種。一種是“差模噪聲”，也稱(chēng)為“常模噪聲”。這兩種稱(chēng)呼有時(shí)可根據(jù)條件區(qū)分使用，不過(guò)在本文中作為相同的名詞處理。另一種是“共模噪聲”。來(lái)看下圖。本文是圍繞電源展開(kāi)介紹的，因此圖例是將帶有電路的印刷電路板（PCB）裝在殼體中，并由外部給電的示例圖。
差模噪聲產(chǎn)生在電源線(xiàn)之間，是噪聲源對(duì)于電源線(xiàn)串聯(lián)進(jìn)入，噪聲電流與電源電流方向相同。由于往返方向相反而被稱(chēng)為“差模（Differential mode）”。
共模噪聲是經(jīng)雜散電容等泄漏的噪聲電流經(jīng)由大地返回電源線(xiàn)線(xiàn)的噪聲。因電源的（＋）端和（－）端流過(guò)的噪聲電流方向相同而被稱(chēng)為“共模（Common mode）”。在電源線(xiàn)間不產(chǎn)生噪聲電壓。
如前所述，這些噪聲即為傳導(dǎo)噪聲。不過(guò)，由于電源線(xiàn)中流動(dòng)著噪聲電流，因此會(huì)發(fā)出噪聲。
由差模噪聲引起的輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度Ed可通過(guò)左下方的公式來(lái)表示。Id為差模中的噪聲電流，r為到觀測(cè)點(diǎn)的距離，f為噪聲頻率。差模噪聲會(huì)產(chǎn)生噪聲電流環(huán)，因此環(huán)路面積S是非常重要的因素。如圖和公式所示，假設(shè)其他因素固定，環(huán)路面積越大則電場(chǎng)強(qiáng)度越高。
由共模噪聲引起的輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度Ec可通過(guò)右下方的公式來(lái)表示。如圖和公式所示，線(xiàn)纜長(zhǎng)度L是非常重要的因素。
為了更好地認(rèn)識(shí)每種噪聲引發(fā)的輻射特點(diǎn)，接下來(lái)代入實(shí)際數(shù)值來(lái)計(jì)算一下電場(chǎng)強(qiáng)度＊1。條件完全相同。
展開(kāi) 整車(chē)電機(jī)振動(dòng)噪聲：某混合動(dòng)力汽車(chē)電機(jī)噪聲分析和降噪設(shè)計(jì)
以某開(kāi)發(fā)過(guò)程中的混合動(dòng)力轎車(chē)動(dòng)力總成為研究對(duì)象，針對(duì)其開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的電機(jī)高頻噪聲過(guò)大問(wèn)題，采取正向設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化，提升了該電機(jī)的NVH性能，其聲品質(zhì)有大幅提高。研究?jī)?nèi)容對(duì)工程實(shí)際具有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞
：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)；NVH；電機(jī)
0 引言
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)相比結(jié)構(gòu)差異較大．傳動(dòng)系統(tǒng)及其運(yùn)行模式作了改變。致使整車(chē)的振動(dòng)噪聲與傳統(tǒng)車(chē)相比具有新特點(diǎn)，傳動(dòng)系統(tǒng)在不同模式下表現(xiàn)出不同的NVH問(wèn)題【I‘]，使得振動(dòng)噪聲的控制更為復(fù)雜。較低的背景噪聲使得原來(lái)傳統(tǒng)汽車(chē)中被掩蓋的噪聲凸顯出來(lái)，電機(jī)的高頻電磁噪聲會(huì)嚴(yán)重降低車(chē)內(nèi)噪聲的聲音品質(zhì)，同時(shí)降低乘坐舒適性。另外。電機(jī)的高扭矩和高轉(zhuǎn)速特性對(duì)齒輪系統(tǒng)的高頻嘯叫噪聲控制提出了新挑戰(zhàn)，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成振動(dòng)噪聲問(wèn)題不單單是發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的結(jié)構(gòu)噪聲和燃燒噪聲問(wèn)題．傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、齒輪系統(tǒng)之間耦合振動(dòng)更為復(fù)雜。目前針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)NVH研究的相關(guān)文獻(xiàn)較少。振動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)應(yīng)該是正向設(shè)計(jì)而不是逆向設(shè)計(jì)。振動(dòng)噪聲問(wèn)題應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行杜絕和優(yōu)化，而不是出廠和售后問(wèn)題。文中以某開(kāi)發(fā)過(guò)程中的混合動(dòng)力轎車(chē)動(dòng)力總成為研究對(duì)象．對(duì)其開(kāi)發(fā)過(guò)程中電機(jī)高頻噪聲過(guò)大問(wèn)題進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，采取優(yōu)化措施。提升了該電機(jī)的NVH性能。其聲品質(zhì)有大幅提高，對(duì)工程實(shí)際有指導(dǎo)意義。
1 問(wèn)題描述及NVH測(cè)試
該車(chē)型的動(dòng)力傳動(dòng)系由發(fā)動(dòng)機(jī)、行星齒輪系統(tǒng)、主電機(jī)、電池組、后驅(qū)電機(jī)組成。樣車(chē)在試車(chē)階段純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)速6250r／min時(shí)，駕駛室存在高頻電磁噪聲，車(chē)內(nèi)噪聲主觀評(píng)價(jià)較差，聲品質(zhì)較差；另外起步階段電機(jī)的高頻電磁噪聲同樣較大。該電機(jī)為8極48槽(極對(duì)數(shù)p=4)同步電機(jī)，該混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力傳動(dòng)系簡(jiǎn)圖如圖1所示。
展開(kāi) 多相電機(jī)噪聲：電機(jī)噪聲的產(chǎn)生與輻射
在圖1.2中列舉了一些環(huán)境噪聲水平的比較，常見(jiàn)噪聲的典型聲源聲功率級(jí)如表1.1所示。
圖1.1 聲強(qiáng)和可聽(tīng)域與頻率的關(guān)系
圖1.2 環(huán)境噪聲水平比較
表1.1 典型聲源聲功率級(jí)
1.3 電機(jī)噪聲源
人們所關(guān)注的電機(jī)振動(dòng)頻率范圍一般在0-1000Hz，而噪聲頻率在1000Hz以上。電機(jī)的振動(dòng)和噪聲可分為以下三類(lèi)：
·電磁振動(dòng)和噪聲：與電機(jī)高次空間和時(shí)間諧波、偏心、相間不平衡、槽開(kāi)口、磁飽和、鐵芯磁致伸縮與疊片等相關(guān)，；
·機(jī)械振動(dòng)與噪聲：機(jī)械部件產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲，特別是軸承有關(guān)的振動(dòng)和噪聲；
·氣動(dòng)噪聲：冷卻空氣流動(dòng)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲。
負(fù)載狀態(tài)下的噪聲源主要包括：
·電機(jī)與負(fù)載耦合而產(chǎn)生的噪聲：例如，軸不對(duì)中、皮帶傳動(dòng)、帶有繩索的電梯滑輪、齒輪、聯(lián)軸器、往復(fù)式壓縮機(jī)；
·電機(jī)安裝在基礎(chǔ)或其他結(jié)構(gòu)上而產(chǎn)生的噪音。
噪聲通過(guò)介質(zhì)（結(jié)構(gòu)、空氣）從噪聲源傳輸?shù)?em>噪聲的接收者（人、傳感器）。電機(jī)噪聲的產(chǎn)生和傳播過(guò)程如圖
1.3
所示，相關(guān)聲學(xué)基本原理詳見(jiàn)附錄
A
。
圖1.3 電機(jī)噪聲的產(chǎn)生和傳播
1.3.1 電磁噪聲
電磁振動(dòng)噪聲是由電機(jī)內(nèi)的電磁場(chǎng)引起的（見(jiàn)第2章）。
展開(kāi) 55基于matlab的1.高斯噪聲2.瑞利噪聲3.伽馬噪聲4.均勻分布噪聲5.脈沖（椒鹽）噪聲 ￥12.9
基于matlab的1.高斯噪聲2.瑞利噪聲3.伽馬噪聲4.均勻分布噪聲5.脈沖（椒鹽）噪聲五組噪聲模型，程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。
電機(jī)振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生以及控制：振動(dòng)和噪聲的來(lái)源
先從電機(jī)的噪聲說(shuō)起，電機(jī)噪聲根據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理的不同，大致可分為三類(lèi)：電磁噪聲、機(jī)械噪聲和空氣動(dòng)力噪聲
1
電磁噪聲
電磁噪聲來(lái)源于電磁振動(dòng)，電磁振動(dòng)由電機(jī)氣隙磁場(chǎng)作用于電機(jī)鐵心產(chǎn)生的電磁力所激發(fā)，而電機(jī)氣隙磁場(chǎng)又決定于定轉(zhuǎn)子繞組磁動(dòng)勢(shì)和氣隙磁導(dǎo)。氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁力是一個(gè)旋轉(zhuǎn)力波，有徑向和切向兩個(gè)分量。徑向分量使定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向變形和周期性振動(dòng)，是電磁噪聲的主要來(lái)源；切向分量是與電磁轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)的作用力矩，它使齒對(duì)其根部彎曲，并產(chǎn)生局部振動(dòng)變形，是電磁噪聲的一個(gè)次要來(lái)源。還有很多設(shè)計(jì)和故障原因，也會(huì)造成電磁噪聲的增加，例如：鐵心飽和的影響；電網(wǎng)中的諧波分量；異步電動(dòng)機(jī)斷條；裝配氣隙不均勻等等。電磁噪聲的大小與電機(jī)氣隙內(nèi)的諧波磁場(chǎng)及由此產(chǎn)生的力波的幅值、頻率和磁極數(shù)有關(guān)，也同定子的固有頻率、阻尼系數(shù)等密切相關(guān)。
2
機(jī)械噪聲
電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部分的摩擦、撞擊、不平衡以及結(jié)構(gòu)共振形成機(jī)械噪聲，主要是軸承和換向引起的。電機(jī)軸承在繁重的工作狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠和外圈滾道相接處會(huì)發(fā)生彈性變形。滾道變形隨接觸處的變化呈周期性變化，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。軸承裝機(jī)后，內(nèi)外圈的配合及軸承游隙對(duì)電機(jī)噪聲也有一定的影響。
展開(kāi) 噪聲源測(cè)試分析技術(shù)及汽車(chē)通過(guò)噪聲工程解決方案技術(shù)交流會(huì)
噪聲源測(cè)試分析技術(shù)及汽車(chē)通過(guò)噪聲工程解決方案技術(shù)交流會(huì)
Date
16 Jul 2013 - 17 Jul 2013
Event Type
Seminar
LMS Office
LMS China
Country
China
Place
天津
Participation fee
免費(fèi)
邀請(qǐng)函：
主辦方：LMS公司
合作方：中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心，中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)振動(dòng)噪聲分會(huì)
2013-2015年即將實(shí)行新的通過(guò)噪聲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及限值要求，汽車(chē)廠家將面臨很大的挑戰(zhàn)，試驗(yàn)程序?qū)⒏鼮閺?fù)雜，限值要求將更為嚴(yán)格；同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)生活水平的提高，人們對(duì)汽車(chē)的舒適性要求也不斷提高，各個(gè)汽車(chē)廠家都在努力提升自身產(chǎn)品的聲音和振動(dòng)品質(zhì)。
作為全球工程領(lǐng)域振動(dòng)噪聲仿真和測(cè)試分析技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，為增進(jìn)國(guó)內(nèi)汽車(chē)NVH工程人員和研發(fā)決策者更深入地了解噪聲源識(shí)別，以及汽車(chē)通過(guò)噪聲的工程分析技術(shù)的最新測(cè)試手段及工程分析技術(shù)，LMS公司特定于7月16日-7月17日在天津舉辦為期1天半，關(guān)于噪聲源測(cè)試分析技術(shù)及汽車(chē)通過(guò)噪聲工程解決方案專(zhuān)題交流會(huì)。此次技術(shù)交流會(huì)將對(duì)各種噪聲源測(cè)試分析技術(shù)以及通過(guò)噪聲的測(cè)試及工程分析手段進(jìn)行詳細(xì)介紹，會(huì)議期間將在在中國(guó)汽車(chē)技術(shù)中心（天津）整車(chē)通過(guò)噪聲消聲室內(nèi)，進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試分析技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)演示。
展開(kāi) MSC氣動(dòng)噪聲全流程解決方案 | 基于scFLOW2Actran的HVAC管道氣動(dòng)噪聲案例展示
作者 | 吳 昌 MSC CFD高級(jí)工程師
白長(zhǎng)安 MSC聲學(xué)高級(jí)工程師
* 友情提示：文末有驚喜
1
前言
噪聲源主要有兩種構(gòu)成，振動(dòng)噪聲源和氣動(dòng)噪聲源。顧名思義，振動(dòng)噪聲是由結(jié)構(gòu)振動(dòng)輻射出來(lái)的噪聲，氣動(dòng)噪聲是由流體流動(dòng)中的湍流引起并傳播出來(lái)的噪聲。在很多應(yīng)用場(chǎng)景中，了解并掌握氣動(dòng)噪聲如何產(chǎn)生以及如何傳播對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有很大意義。比如，下圖中汽車(chē)風(fēng)噪聲，汽車(chē)在高速行駛時(shí)后視鏡和側(cè)窗區(qū)域形成的風(fēng)噪會(huì)傳入車(chē)內(nèi)；風(fēng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)做功時(shí)會(huì)切割空氣并產(chǎn)生渦流，形成周期性較強(qiáng)的離散噪聲和寬頻帶的渦流噪聲；空調(diào)管道內(nèi)流速過(guò)快時(shí)產(chǎn)生的湍流噪聲等。關(guān)于氣動(dòng)噪聲的定義和解釋?zhuān)梢宰匪莸?976年M.E. Goldstein的定義:"Aeroacoustics is concerned with sound generated by aerodynamic forces or motions originating in a flow rather than by the externally applied forces or motions of classical acoustics.
展開(kāi) 
自主研發(fā)噪聲仿真軟件ProNas如何解決中高頻噪聲難題
導(dǎo)讀：如何有效解決中高頻噪聲問(wèn)題目前仍是學(xué)術(shù)界和工程應(yīng)用領(lǐng)域的難題之一。在當(dāng)前解決中高頻噪聲的幾種主要理論方法中，ProNas能量有限元方法作為一種全新的可行有效的中高頻噪聲控制理論，具有較強(qiáng)的理論和應(yīng)用價(jià)值。
安世亞太基于ProNas能量有限元方法，聯(lián)合國(guó)際最先進(jìn)的中高頻專(zhuān)家資源共同開(kāi)發(fā)了擁有國(guó)內(nèi)自主軟件著作權(quán)的中高頻噪聲仿真分析軟件ProNas，助力解決中高頻噪聲控制難題。本期結(jié)合案例介紹ProNas軟件的功能和優(yōu)勢(shì)，以及ProNas是如何幫助用戶(hù)解決中高頻噪聲問(wèn)題的。
概述
ProNas軟件是能量有限元分析（EFEA）和統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）領(lǐng)域的代表性解決方案。ProNas混合EFEA-SEA技術(shù)和基于能量有限容積算法的工程開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，代表著振動(dòng)噪聲工程界新一代的前沿技術(shù)。
在物理樣機(jī)制造之前，利用ProNas軟件對(duì)設(shè)計(jì)的虛擬樣機(jī)進(jìn)行振動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)，以達(dá)到降低產(chǎn)品成本、縮短開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量，并降低產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的目的。同時(shí)，在物理樣機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，可應(yīng)用該軟件進(jìn)行大量的靈敏度分析和整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)激勵(lì)或聲場(chǎng)激勵(lì)下廣譜的隨機(jī)噪聲振動(dòng)評(píng)估。
ProNas軟件建模靈活、計(jì)算效率高，具有寬泛的阻尼和耦合強(qiáng)度適用范圍和簡(jiǎn)單易學(xué)的用戶(hù)操作界面，非常適用于結(jié)構(gòu)聲學(xué)問(wèn)題的可行性研究、靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等。
展開(kāi) 機(jī)器設(shè)備噪聲測(cè)試的新方法--振動(dòng)法測(cè)噪聲
一.引言
對(duì)機(jī)器設(shè)備噪聲測(cè)量最通常的方法是用聲級(jí)計(jì)進(jìn)行聲壓級(jí)測(cè)量，然而在不少場(chǎng)合，這種人們十分熟悉的方法卻顯得無(wú)能為力。例如：在正在運(yùn)行的多臺(tái)機(jī)器的機(jī)房里，需要測(cè)定各臺(tái)機(jī)器的噪聲時(shí)；或者要在生產(chǎn)成品的流水線(xiàn)上逐臺(tái)檢測(cè)每臺(tái)產(chǎn)品的噪聲時(shí)，都會(huì)由于其他聲源的影響以及反射聲的傳入使得聲級(jí)計(jì)無(wú)法顯示被測(cè)產(chǎn)品直接輻射的噪聲。隨著科技的發(fā)展，人們自然想到了聲強(qiáng)法。但是目前聲強(qiáng)法的測(cè)試儀器較貴，而且測(cè)試又較復(fù)雜，仍處于研究階段。于是，人們對(duì)聲波的測(cè)試開(kāi)展了振動(dòng)法的研究。希望通過(guò)測(cè)量機(jī)器表面振動(dòng)量的方法來(lái)確定機(jī)器所輻射的噪聲量，通常稱(chēng)為空氣噪聲的振動(dòng)測(cè)試法。多年理論分析和應(yīng)用研究的結(jié)果表明，這是一種十分簡(jiǎn)便而有效的方法。在十分惡劣的環(huán)境條件下，幾乎可以不受環(huán)境噪聲和反射聲的影響，用一種特殊計(jì)權(quán)的測(cè)振儀就可通過(guò)測(cè)定機(jī)器表面的振動(dòng)量，來(lái)確定其噪聲輻射值。目前這種方法已成功地用于生產(chǎn)實(shí)際。
采用測(cè)振法在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試產(chǎn)品的噪聲是在其他方法都無(wú)法簡(jiǎn)便、迅速、經(jīng)濟(jì)和準(zhǔn)確的解決產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)噪聲檢測(cè)的情況下而提出的。西德、美國(guó)等國(guó)家開(kāi)展此項(xiàng)技術(shù)研究已有多年了，德國(guó)BBC公司花費(fèi)了十幾馬克研究振動(dòng)法，并成功地將此項(xiàng)技術(shù)用于接觸器的現(xiàn)場(chǎng)噪聲檢測(cè)上。美國(guó)經(jīng)過(guò)多年的研究，已在海軍MIL標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用振動(dòng)法測(cè)定微電機(jī)的噪聲。國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織已公布了測(cè)振法標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件。
我國(guó)是在七十年代末期開(kāi)始探討測(cè)振法的。
展開(kāi) 固鉑輪胎：基于輪胎噪聲數(shù)據(jù)的車(chē)內(nèi)輪胎噪聲品質(zhì)預(yù)測(cè)
噪聲評(píng)估的常用方法往往都有缺點(diǎn)需要改進(jìn)：
車(chē)內(nèi)噪聲評(píng)審試驗(yàn)通常是比較有效的噪聲評(píng)價(jià)方法，但是需要提前安排車(chē)輛、時(shí)間、全部輪胎等
傳統(tǒng)的單胎試驗(yàn)方法能夠測(cè)試輪胎聲壓級(jí)，但是不能預(yù)測(cè)車(chē)內(nèi)乘員對(duì)輪胎噪聲的感受
傳遞路徑分析技術(shù)往往需要很高的人力物力成本，才能對(duì)每輛車(chē)輛的車(chē)內(nèi)輪胎噪聲進(jìn)行量化研究
輪胎供應(yīng)商必須對(duì)輪胎進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之滿(mǎn)足多種車(chē)輛平臺(tái)的要求。基于上述原因，需要開(kāi)發(fā)一種新方法，利用測(cè)試數(shù)據(jù)，得到聲品質(zhì)特性，并對(duì)不同車(chē)輛平臺(tái)的車(chē)內(nèi)主觀感受進(jìn)行預(yù)測(cè)。
圖1：車(chē)內(nèi)輪胎噪聲分解和組合的分析流程
車(chē)內(nèi)輪胎噪聲合成
車(chē)內(nèi)輪胎空氣聲合成方法參考下列公式：
其中NRvehicle(f)為車(chē)輛的頻域聲學(xué)衰減率(Noise Reduction, dB)。本案例中，NR函數(shù)可以視為一種數(shù)字濾波器。Tire(t)為輪胎近場(chǎng)聲壓級(jí)，包括四種測(cè)試狀態(tài)（道路行駛輪胎噪聲、4輪轉(zhuǎn)轂輪胎噪聲、單轉(zhuǎn)轂輪胎噪聲和輪胎測(cè)試臺(tái)架）。從不同測(cè)試狀態(tài)的噪聲貢獻(xiàn)中抽取出特定成分，重新合成為車(chē)內(nèi)輪胎噪聲，如圖2所示。
圖2：車(chē)內(nèi)噪聲合成框圖
主觀評(píng)審與客觀測(cè)試
對(duì)幾種不同設(shè)計(jì)方案的輪胎進(jìn)行車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)審和客觀測(cè)試，運(yùn)行工況為滑行和50英里/時(shí)勻速行駛。通過(guò)主觀評(píng)審與客觀測(cè)試的回歸分析，確定了與車(chē)內(nèi)主觀評(píng)審結(jié)果相關(guān)的參數(shù)，如圖3所示。
圖3：主客觀回歸分析；藍(lán)色為評(píng)審試驗(yàn)結(jié)果；紅色為原始噪聲的預(yù)測(cè)結(jié)果；綠色為合成噪聲的預(yù)測(cè)結(jié)果
結(jié) 論
本文的研究方法結(jié)合主觀評(píng)審與客觀參數(shù)結(jié)果的回歸分析結(jié)果，對(duì)車(chē)輛輪胎噪聲聲品質(zhì)特性進(jìn)行預(yù)測(cè)，是一種魯棒性很強(qiáng)的方法。除了本文提及的中型轎車(chē)以外，此方法也適用于其他車(chē)輛，包括卡車(chē)、大型轎車(chē)等。
展開(kāi) 齒輪—Rattle噪聲及嘯叫噪聲的來(lái)源
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齒輪：Rattle噪聲及嘯叫噪聲的來(lái)源
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第一篇文章我介紹了齒輪的基本概念，重點(diǎn)需要區(qū)分節(jié)圓、分度圓、分度圓壓力角和嚙合角的區(qū)別，今天接著上次的內(nèi)容，進(jìn)一步給大家?guī)?lái)齒輪——噪聲方面的相關(guān)知識(shí)。
在上一篇文章的結(jié)尾處我說(shuō)明了當(dāng)改變齒輪中心距時(shí)，節(jié)圓和節(jié)圓壓力角也會(huì)隨之改變，但是傳動(dòng)比不變。事實(shí)上在改變中心距時(shí)，還會(huì)改變另一個(gè)非常重要的參數(shù)——齒側(cè)間隙（Backlash）。齒側(cè)間隙（簡(jiǎn)稱(chēng)齒隙）表示相嚙合的兩個(gè)齒輪沿節(jié)圓周向的間隙，增大中心距齒隙也隨之增大，反之亦然。
為什么要存在齒隙？首先由于存在加工誤差，不能保證所有輪齒的尺寸都一致，并且工作溫度升高還容易引起齒輪熱膨脹變形，因此傳動(dòng)過(guò)程必須保證有間隙才不會(huì)讓齒輪卡死；另外，傳動(dòng)系統(tǒng)是需要潤(rùn)滑油輔助潤(rùn)滑的，因此必須要留有齒隙存放潤(rùn)滑油。可以說(shuō)齒隙是齒輪平滑旋轉(zhuǎn)所必需的間隙，齒輪要避免在無(wú)齒隙的狀態(tài)下使用，但另一方面，齒隙的存在，也間接使得傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生了噪聲。
大家都知道產(chǎn)生噪聲的實(shí)質(zhì)是空氣振動(dòng)，齒輪噪聲的本質(zhì)也就是齒輪振動(dòng)。
展開(kāi) 