[发明专利]一种ABA结构随机入射吸声系数的测试方法

说明书

本发明公开了一种ABA结构随机入射吸声系数的测试方法，包括以下步骤：在ABA结构的两侧分别添加棉毡材料形成ABA测试结构，其中靠近声源一侧的棉毡材料为硬层棉毡，远离声源一侧的棉毡材料称软层棉毡；利用阻抗管隔声试验测试ABA测试结构的传递矩阵；通过传递矩阵逆推法计算得到修正的薄膜层传递矩阵；通过声学参数试验测试并计算软、硬层棉毡的声学参数；将软、硬层棉毡的声学参数带入有限元模型中，计算软、硬层棉毡的传递矩阵；将计算得到的传递矩阵按照硬层棉毡‑修正的薄膜层‑软层棉毡的顺序连续相乘获得总传递矩阵，并计算随机入射吸声系数。

技术领域

本发明涉及多层复合结构的优化设计领域，特别涉及一种ABA结构随机入 射吸声系数的测试方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对交通工具内的噪声水平要求越来越高。汽 车噪声的被动控制主要通过声学包来完成，汽车前围隔音垫是汽车声学包的重 要组成部分，主要用于隔绝发动机的噪声传递到乘客舱以及吸收乘客舱内的声 音，提高语音清晰度。前围隔音垫的主要结构为ABA(吸声层-隔声层-吸声层) 结构，其中，吸声层使用纤维制成的多孔棉毡，主要用来吸收声音；隔声层为薄 膜，主要用来隔绝声音。在ABA结构中，通常将靠近声源侧的多孔棉毡称为硬 层棉毡，远离声源侧的称为软层棉毡。前围隔音垫的吸声系数是评价其性能的重 要指标之一。

目前，想要评价ABA结构的吸声性能需要先制作设计的样件，通过Alpha Cabin测试箱来测试吸声系数并进行评价。通过这种方法评价隔音垫的性能，工 作量较大，且加工、测试成本较高(一种多层材料吸隔声性能预测装置及方法)。 因此，通过理论计算的方法得到ABA结构的吸声系数具有重要的意义。

要通过理论计算的方法计算得到ABA结构在随机入射下的吸声系数，首先 需要建立ABA结构随机入射吸声系数计算模型。目前大多使用的方法是通过棉 毡材料与薄膜材料的参数建立棉毡材料、薄膜材料的传递矩阵，在使用传递矩阵 计算ABA结构随机入射吸声系数。但在这一方法中，忽略了棉毡材料与薄膜材 料之间存在的由纤维、EAA胶膜、空气组成的耦合层，导致计算结果与试验结 果之间存在较大误差。

发明内容

本发明主要考虑了在ABA结构中PE薄膜与多孔棉毡之间的耦合层，建立 了修正的ABA结构的吸声系数计算模型。吸声系数计算模型包括两部分，第一 部分为修正的薄膜层传递矩阵的计算模型；第二部分为多孔棉毡传递矩阵计算 模型。首先通过阻抗管隔声试验测得ABA结构以及两侧棉毡的传递矩阵，利用 传递矩阵逆推法计算得到修正的薄膜层传递矩阵。通过声学参数试验测试软层 棉毡、硬层棉毡的声学参数(流阻率、孔隙率、曲折因子、特征长度)，利用有 限元计算棉毡材料的传递矩阵。将获得的传递矩阵按照“硬层棉毡-修正的薄膜 层-软层棉毡”的顺序连续相乘，结果作为ABA结构的总传递矩阵，并计算随机 入射下的吸声系数。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种ABA结构随机入射吸声系数的测试方法，包括以下步骤：

(1)将ABA结构的前处理形成ABA测试结构；所述ABA测试结构是在 ABA结构的两侧分别添加棉毡材料，其中靠近声源一侧的棉毡材料为硬层棉毡， 远离声源一侧的棉毡材料称软层棉毡；

(2)将ABA测试结构样件放置传递矩阵测试装置内部，测试中根据ABA 测试结构的声波参数，建立ABA测试结构样件的传递矩阵并保存；

(3)重复执行步骤(2)，测试ABA测试结构中的软层棉毡和硬层棉毡的 传递矩阵并保存；

(4)通过传递矩阵逆推法修正的薄膜层传递矩阵；

(5)测试ABA结构中的软层棉毡材料声学参数，并将测试结果保存在数 据库中；在有限元计算软件中建立棉毡材料传递矩阵计算模型，在传递矩阵计算 模型中，将声学参数输入传递矩阵计算模型中计算软层棉毡传递矩阵；