[发明专利]基于统计能量流分析预测高速列车车内心理声学参数的方法

说明书

技术领域

本发明属于轨道交通车辆行业的NVH预测分析领域，涉及一种基于统计能量流分析预测高速列车车内心理声学参数的方法。

背景技术

目前国内外高速列车车内噪声预测分析方法主要包括有限元法和边界元法、混合分析法、统计能量分析法三种，分别适用于高速列车车内低频、中频和高频噪声的分析预测。正是由于各方法所适用频带分析范围的差异，经常需要建立多种不同的几何分析模型，增加了仿真预测的工作量。尤其当几何模型较大时，有限元和边界元分析法需要更长的分析时间。

心理声学客观参数是描述人对声音的主观感受差别程度的客观物理量，可以定量地反映听觉感受的差别，消除个体的影响。常用的心理声学参数有响度、尖锐度、语言清晰度、感觉噪度等。

利用统计能量分析法对车内的噪声预测已经有很多案例，正是由于利用了统计能量的理论，在计算时间上大大的缩短，在工程上具有重大的指导意义，但是统计能量分析只适合运用到高频噪声的预测仿真分析之中，而中低频噪声的预测具有较大的误差。然而，利用统计能量流分析法却可以拓宽分析频带，为车内心理声学客观参数的计算提供保障。

目前对高速列车车内噪声的预测与分析大多集中在声压级的预测与分析之上，但是作为人这个被噪声影响的主体并没有被重视，即声压级的参数评价标准并未有效体现出人耳对声音的感知程度；同时，对车内的心理声学客观参数的预测大多集中在算法和主观评价之中，较难在工程实践中应用，本发明一方面利用了统计能量流分析法频带范围较宽的优势，另一方面从人的主观感知出发，对高速列车车内噪声的心理声学参数进行了预测与分析，从而为高速列车设计阶段车内噪声的分析和材料选择提供理论指导。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种基于统计能量流分析预测高速列车车内心理声学参数的方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种基于统计能量流分析预测高速列车车内心理声学参数的方法，包括以下步骤：

(1)高速列车车外噪声源激励获取，包含运行状态下的气动噪声、轮轨噪声、静止状态下的辅助设备噪声；高速列车车体样件进行隔声测试；高速列车车内声腔的内损耗因子测试；高速列车车内内饰的内损耗因子测试；

(2)利用统计能量流分析法对车内声压级进行预测；

(3)对车内心理声学客观参数进行计算分析。

具体包括以下步骤：

(1)选择类似型号高速列车作为噪声源采集对象；

(2)在高速列车静止状态之下依据标准GB/T 5111-2011对高速列车的辅助设备的噪声声压级进行测试，辅助设备包含空调、风机、变电器；

(3)在相同速度等级的条件下利用B&K表面声传感器对高速列车车体表面的气动噪声进行测试；利用声传感器对轮轨区域的噪声进行测试；

(4)在声学实验室中依据标准GB/T19889.3-2005对研发的车体样件进行隔声特性的测试，分别获取车顶、地板、侧墙、端墙、车门、车窗的隔声量频谱；在半消声中依据TB/T 3094-2004对风挡的隔声性能进行测试；

(5)在声学实验室依据标准GB/T 18696.2和GB/T 20247-2006分别对车内地毯、座椅吸声特性进行测试，计算获得其内损耗因子；

(6)在获得车外噪声源的声压级、车体样件的隔声量频谱、高速列车车内声腔的内损耗因子、车内内饰的内损耗因子之后，将获得的参数附加在车体统计能量流分析模型中，利用统计能量流分析法对车内噪声的声压级进行预测；

(7)利用相关的心理声学客观参量计算方法对高速列车车内特征响度、特征尖锐度、语言清晰度、感觉噪度进行计算分析。

本发明的有益效果是：提出了一种高速列车车内噪声仿真建模分析、车内心理声学客观参数的预测方法，较利用BP神经网络等预测方法更加快捷和准确，且更加适用于工程实践之中。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1车体结构整体模型预测示意图；

图2高速列车模型车外声腔子系统、车体结构子系统、车内声腔子系统结构断面图；

图3是车体结构断面图；

图4是车内声腔子系统截面图；

图5是车外声腔子系统截面图；

图6是车外噪声源分布示意图；

图7是高速列车车外气动噪声频谱图；

图8是高速列车车下区域噪声频谱图；

图9是地板区域隔声量频谱图；

图10是侧墙隔声量频谱图；