[发明专利]一种隔声损失计算方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及隔成分析技术领域，具体而言，涉及一种隔声损失计算方法及系统。

背景技术

仿照天然蜂巢的结构，人们设计发明了蜂窝夹层结构复合材料。蜂窝夹层结构复合材料因其质量轻、强度高、刚性大和优异的隔热、隔声、减振性能及可设计性等诸多优点，已被大量运用于航空航天、医学、机械、建筑和交通运输等行业。

蜂窝芯的材料非常多样化，蜂窝芯子的形状可以是任何形状。蜂窝夹层结构的两侧面板一般选用力学性能优异的材料，如钛合金、铝合金等。由于蜂窝夹层复合材料各部位的组成选择性较大，因此在实际工程中应用特别广泛。但由于其隔声方面的性质相比于传统材料存在着非常大的差别，目前还缺乏理论分析模型，相关的研究还处于初步阶段，基础数据还不够完善。所以，研究夹层结构的隔声特性对于噪声控制具有非常重要的意义。

目前，蜂窝夹层板隔声性能研究主要有四种方法：（1）解析法:解析方法是基于波传递法而产生的计算传声损失的方法，它是目前求解隔声结构传声损失的最经典方法，也是精度最低的方法；由于蜂窝夹层结构的特殊性，导致蜂窝夹层结构存在一些异于匀质、单层各向同性结构的特征，采用解析法进行分析需要对其参数进行等效，计算结果也不是十分理想；（2）统计能量分析法：基于统计平均的概念，把能量作为单独的变量，将所有的能力统一考虑，把一个复杂度很高的问题转化成一组简单的线性方程组求解。统计能量分析法只是适用于高频率计算，不适合低频和中频的计算；（3）实验法：实验方法是最直接最实际确定蜂窝夹层板的传声损失，目前国际上通用的测试传声损失有两种方法及其标准分为双混响室法和混响室-消声室法，但是，实验法需要进行将实体进行加工，通过多次实验、实体更改优化，致使计算方法周期长成本高；（4）数值分析方法：用数值分析方法求传声损失问题，最突出的优点是不受隔声构件的几何形状和材料性质的限制，并且还可以求解非线性问题。

随着有限元等数值方法的发展和完善，蜂窝夹层结构的有限元数值分析发展迅速，各种适合于蜂窝夹层结构的有限元模型相继被提出，故数值分析方法是分析蜂窝夹层结构隔声损失的一种有效可行的方法。但是，对于蜂窝板隔声损失的理论分析模型目前较为缺乏。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种隔声损失计算方法及系统，旨在解决现有蜂窝板隔声损失的分离模型较为缺乏的问题。

一方面，本发明提出了一种隔声损失计算方法，该计算方法包括：建模步骤，根据隔声件的结构参数及其试验环境，对所述隔声件、消声室和混响室依次进行几何模型的建立及网格划分，获取所述隔声件隔声损失计算的结构网格模型和声学网格模型；网格定义步骤，根据所述隔声件、消声室和混响室的材料参数，对所述结构网格模型和声学网格模型进行材料属性的定义并建立所述声学网格模型的包络面，获取有限元分析模型；参数设置步骤，根据所述隔声件预设的试验要求，将所述有限元分析模型中结构网格模型和声学网格模型的各个接触面设置为声-固耦合面，并对所述结构网格模型进行约束条件的施加及声源的设置；计算步骤，对所述有限元模型进行声振耦合计算，获取所述有限元模型的隔声损失G与所述声源振动的频率f之间的函数G（f）。

进一步地，上述隔声损失计算方法，所述建模步骤包括：建立几何模型子步骤，根据所述隔声件、消声室和混响室的结构参数，确定其各零部件的尺寸参数及其之间的定位尺寸并通过三维设计软件建立所述隔声件、消声室和混响室的几何模型；网格化子步骤，将所述隔声件、消声室和混响室的几何模型进行网格划分，获取所述隔声件隔声损失计算的结构网格模型和声学网格模型。

进一步地，上述隔声损失计算方法，在所述网格化子步骤中，通过将所述三维设计软件建立的几何模型导入至有限元分析软件中进行网格的划分。

进一步地，上述隔声损失计算方法，在所述网格化子步骤中，通过所述有限元分析软件对所述几何模型进行自由网格划分。

进一步地，上述隔声损失计算方法，所述消声室和/或所述混响室的几何模型为长方体的四个侧面及顶面或底面的边经过圆角处理的多面体模型。

进一步地，上述隔声损失计算方法，所述长方体未经圆角处理的面的长为所述隔声件长的两倍，所述长方体未经圆角处理的面的宽为所述隔声件宽的两倍。