《噪聲測試技術(shù)》PPT課件.ppt

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1、噪聲測量技術(shù),姓名： 聶 書 嚴(yán) 學(xué)號：20122002011,——輪胎噪聲測量,輪胎噪聲測量技術(shù),1.概念及背景 2.實(shí)驗(yàn)原理 3.儀器 4.實(shí)驗(yàn)方法及步驟 5.總結(jié),聲學(xué)概念：,聲音強(qiáng)度由振動幅度的大小決定。以能量來計(jì)算時(shí)，稱聲強(qiáng)；以壓力計(jì) 算時(shí)，稱聲壓。 1.聲壓：某點(diǎn)上瞬間壓力與大氣壓力的差值。 2.有效聲壓：某點(diǎn)的瞬時(shí)聲壓的均方根稱為有效聲壓，表示聲壓的大小。 3.聲壓級：待測聲壓有效值p(e)與參考聲壓p(ref)的比值的常用對數(shù)，再乘以10，表示噪聲強(qiáng)弱。單位：分貝（dB） 4.聲強(qiáng)：聲波平均能流密度的大小，表示噪聲平均能量。 5.聲強(qiáng)級：單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向

2、的單位面積的平均聲能。 單位：貝爾（Bel）。,噪聲： 凡是妨礙到人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們要聽 的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪音。 1分貝是人耳剛剛能聽到的聲音；20分貝以下，我們認(rèn)為它是安靜。 20-40分貝相當(dāng)于耳邊的輕輕細(xì)語。40-60分貝是我們正常談話的聲音。 60分貝以上屬于吵鬧范圍。 噪聲危害： 1.噪聲能誘發(fā)多種疾病。 噪音不僅影響聽力，也會影響心臟血管的健康，睡眠的品質(zhì)，甚至胎 兒的發(fā)育。 調(diào)查表明：地區(qū)的噪聲每上升一分貝，高血壓發(fā)病率就增加3%。 噪聲影響人的神經(jīng)系統(tǒng)，使人急躁、易怒。影響睡眠，造成疲倦。 2.噪聲對聽力有損傷。 當(dāng)人連續(xù)聽摩托車聲，8小時(shí)以

3、后聽力會受損；若是在搖滾音樂廳， 半小時(shí)后，人的聽力就會受損。 3.噪聲對正常生活和工作有干擾。 噪聲會導(dǎo)致多夢、驚醒、睡眠質(zhì)量下降等。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)人受到突然而至的噪聲 一次干擾,就要喪失4秒鐘的思想集中。,工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)（2008年）：,輪胎噪聲測量背景及意義： 我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展和城市道路的不斷擴(kuò)張,城市車流量持續(xù)增加, 噪聲污染日益嚴(yán)重交通噪聲不僅影響人們的正常生活和工作,甚至?xí)：?人們的身心健康。 輪胎噪聲是構(gòu)成汽車行駛噪聲的主要因素之一，從汽車的安全性、平 順性、舒適性和生活環(huán)境角度考慮，降低輪胎噪聲是一個(gè)亟待解決的問 題之一。 20世紀(jì)70年代人們已經(jīng)對輪胎噪聲

4、開始研究，20世紀(jì)末,人們開始把 輪胎和路面看成一個(gè)系統(tǒng)加以研究。和國外大型企業(yè)相比，中國仍然落 后，輪胎噪聲的測試及研究技術(shù)力量和經(jīng)費(fèi)投入少,自主研發(fā)能力函待加 強(qiáng)。 由于當(dāng)前的常規(guī)噪聲測量裝置精確度低，不具備輪胎噪聲測量的特殊 性，而且缺乏輪胎噪聲分析和優(yōu)化的軟件。國外在輪胎行業(yè)長期處于領(lǐng) 先水平，但是軟硬件價(jià)格昂貴，所以要研究一套專業(yè)、經(jīng)濟(jì)的輪胎噪聲 測試技術(shù)。,輪胎噪聲測量技術(shù),1.概念及背景 2.實(shí)驗(yàn)原理 3.儀器 4.實(shí)驗(yàn)方法及步驟 5.總結(jié),輪胎噪聲來源： 1.路面噪聲 2.花紋噪聲： （1）花紋塊產(chǎn)生的噪聲：花紋塊拍打路面產(chǎn)生，只與花紋面積有關(guān)，跟形狀無關(guān)。 （2）花紋槽的泵

5、浦噪聲：槽腔空氣被擠壓，噴出形成。與花紋形狀（橫紋、縱紋、斜紋）有關(guān)。 （3）溝槽內(nèi)氣柱共鳴：花紋槽與路面形成的空氣管的振動。 （4）喇叭筒效應(yīng)。 （5）隨機(jī)沙噪聲,輪胎胎噪聲常用測試方法： （1）滑行法（2008 ISO13325）。 （2）轉(zhuǎn)鼓法。 （3）拖車法。 本次試驗(yàn)主要應(yīng)用轉(zhuǎn)鼓法,滑行法,轉(zhuǎn)鼓法,拖車法,球面波聲場特性： 測試中聲波為球面波，一半徑為r0的球體，其表面做均勻的微小漲縮震 動，也就是它的半徑在r附近以微量dr做簡諧的變化，從面在周圍的媒質(zhì) 中輻射了聲波。因?yàn)榍蛎娴恼駝舆^程具有各向均勻的脈動性質(zhì)，因而它 所產(chǎn)生的聲波波陣面是球面，輻射的是均勻球面波。 波動方程： 經(jīng)過計(jì)

6、算和研究，我們得到：離聲源任意距離上的聲強(qiáng)與距離平方成反 比，聲壓與距離成反比。 由這個(gè)結(jié)論我們得到傳聲器的位置與測量的聲壓大小有很大關(guān)系。,球面波波陣面,輪胎噪聲測量技術(shù),1.概念及背景 2.實(shí)驗(yàn)原理 3.儀器 4.實(shí)驗(yàn)方法及步驟 5.總結(jié),噪聲測量儀器,一般儀器： 噪音計(jì)，聲級計(jì)，分貝儀，噪聲測試儀等。 它們基本上是由傳聲器、放大器、濾波器、檢波器、指示器和電源等六 個(gè)部分組成的。 傳聲器：又稱麥克風(fēng)，是由聲音的振動傳到麥克風(fēng)的振膜上，推動里 面的磁鐵形成變化的電流，這樣變化的電流送到后面的聲音處理電路進(jìn) 行放大處理 放大器：將輸入的信號進(jìn)行放大，主要通過一個(gè)放大電路實(shí)現(xiàn)。,200倍的電壓

7、放大電路,濾波器、檢波器：信號處理的電子器件。,噪聲測試儀,聲級計(jì),聲級計(jì)工作原理,輪胎噪聲測試主要裝置： 1.消聲室：就是一個(gè)閉合空間內(nèi)建立自 由聲場,在這個(gè)空間內(nèi),聲波的傳播介質(zhì) 均勻地向各個(gè)方向無限延伸,使聲源輻射 的聲能自由傳播,無外界環(huán)境噪聲的干擾。 制作：房間六個(gè)界面全鋪設(shè)吸聲材料為 全消聲室，鋪設(shè)5個(gè)面為半消聲室。 輪胎噪聲測試主要是半消聲室。 消聲室采用雙層結(jié)構(gòu),外墻用磚墻,內(nèi)墻 用鋼筋混凝土墻體,墻間設(shè)lm的空氣層 (通道)。并設(shè)有吸聲尖劈，吸聲尖劈的吸聲 特性與尖劈長度、填充材料、空腔深度有關(guān)。 同種材料下尖劈長度愈長，尖劈的低頻吸聲 性能愈好。調(diào)節(jié)空腔深度，也可有效地提高

8、 尖劈結(jié)構(gòu)的低頻吸聲特性。 消聲室的體積應(yīng)是被測物體物理體積的200 倍。,半消聲室測試環(huán)境：,尖劈：,2.轉(zhuǎn)鼓測試設(shè)備：轉(zhuǎn)鼓設(shè)備由立式轉(zhuǎn)鼓為核心,包括轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動系統(tǒng)、輪胎 進(jìn)給滑臺液壓氣動系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)幾大部分組成。 轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動系統(tǒng)采用低噪聲直流驅(qū)動電機(jī),通過皮帶傳動帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn) 鼓要經(jīng)過嚴(yán)格的動平衡測試,以確保在試驗(yàn)過程中的平穩(wěn)安全運(yùn)行。,3.聲學(xué)測量子系統(tǒng)由傳聲器、前置放大器、多通道聲學(xué)分析儀和噪聲測量軟件等組成。,輪胎噪聲測試系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：,輪胎噪聲測量技術(shù),1.概念及背景 2.實(shí)驗(yàn)原理 3.儀器 4.實(shí)驗(yàn)方法及步驟 5.總結(jié),室內(nèi)噪聲測試試驗(yàn)方法： 1.近場測試法 2.聲場

9、特性測試法,3.LDR測試法,,輪胎噪聲測量采用的是聲壓法來測試輪胎噪聲源,對于在消聲室內(nèi)進(jìn)行的 聲學(xué)精密測量,必須要滿足以下幾個(gè)條件: 1.消聲室內(nèi)各表面的吸聲系數(shù)要大于0.9。 上述消聲室設(shè)計(jì)已達(dá)到要求。 2.傳聲器的位置選擇通常要求與聲源的距離不小于lm。 因?yàn)榻鼒鰷y試法的傳聲器與輪胎的距離較近,不能完全滿足消聲室內(nèi)精密 測量的要求。在實(shí)際的試驗(yàn)中也可以視輪胎的具體尺寸可以將此距離增 加到1.5m。 3.傳聲器位置距墻面的距離一般不小于被測信號波長的1/4。 輪胎噪聲特性研究中,一般關(guān)注的是300Hz以上的頻段,在空氣中的波長 約為0.28m。在實(shí)際測量中一般選取0.25m。 結(jié)論：經(jīng)過

10、以上分析，我們可以確定LDR測試法是目前比較適合的室 內(nèi)轉(zhuǎn)鼓設(shè)備上進(jìn)行輪胎噪聲測試的方法,試驗(yàn)過程相對簡單,可操作性強(qiáng), 數(shù)據(jù)處理比較容易。,基于LDR，設(shè)計(jì)正交表： 從理論上講,如果考慮8種情況（花紋、地面粗糙度、負(fù)載、車速等） 每個(gè)因素有3個(gè)水平（不同數(shù)值）,每個(gè)水平進(jìn)行一次試驗(yàn),則需要做 3∧8=6561次試驗(yàn)。這是不可能完成的。所以，我們借助于統(tǒng)計(jì)學(xué)中使用 的規(guī)格化表——正交表來科學(xué)地選擇試驗(yàn)條件,合理地安排試驗(yàn)。 優(yōu)點(diǎn)： (l)從方案設(shè)計(jì)到結(jié)果分析完全是表格化,使安排和分析多因素試驗(yàn)簡便， 有效。 (2)合理地節(jié)省試驗(yàn)次數(shù),并能從所做的相對少數(shù)試驗(yàn)中充分提取信息。 (3)正交表的性質(zhì)

11、決定了正交試驗(yàn)有整齊可比與均勻分散的性質(zhì)。,經(jīng)過設(shè)計(jì)的4因素3水平的正交表：,檢測分析評判儀的設(shè)計(jì)： 在室內(nèi)應(yīng)用轉(zhuǎn)鼓法來模擬道路等室內(nèi)條件，再利用LDR測試方法來確定 傳感器等聲學(xué)器件的位置，然后得到我們想要的聲波數(shù)據(jù)。那么，我們 怎么對聲波進(jìn)行評價(jià)呢？ 由此，設(shè)計(jì)了檢測分析評判儀：,檢測分析儀框架圖：,步驟： （1）對儀器和輪胎進(jìn)行檢查。 （2）確定待測輪胎的試驗(yàn)胎壓Pt 式中只為試驗(yàn)胎壓,Pr為參考胎壓,Qt為試驗(yàn)負(fù)荷,Qr為參考負(fù)荷（輪胎負(fù) 荷指數(shù)對應(yīng)的最大負(fù)荷）。 （3）測量本底噪聲。 不同速度下轉(zhuǎn)鼓空轉(zhuǎn)的噪聲須低于輪胎噪聲15dB以上。 （4）每次試驗(yàn)的前后,所有的聲學(xué)儀器都要用聲學(xué)

12、校正器進(jìn)行校準(zhǔn)。 （5）試驗(yàn)前輪胎以80km/h在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)機(jī)上預(yù)熱5min。 （6）按照正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 （7）數(shù)據(jù)處理。,輪胎噪聲測量技術(shù),1.概念及背景 2.實(shí)驗(yàn)原理 3.儀器 4.實(shí)驗(yàn)方法及步驟 5.總結(jié),通過對輪胎噪聲測量的實(shí)驗(yàn)背景、原理、步驟等的闡述，我們基本了 解了輪胎噪聲測量的基本流程，并考慮了以下的問題： 1.進(jìn)行理論的分析，對消聲室進(jìn)行設(shè)計(jì)，對檢測分析評判儀等軟件進(jìn)行 編寫。 2.選取合適的聲學(xué)器件。 3.對輪胎噪聲測試方法的選擇：選擇轉(zhuǎn)鼓法 4.對實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行比對，選取LDR法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 5.為減少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量，我們選取正交表的數(shù)據(jù)處理模式。 經(jīng)過對本次測量技術(shù)的介紹，我們對于噪聲測量技術(shù)有了基本的認(rèn)識。噪聲測試不僅設(shè)計(jì)到力學(xué)、機(jī)械、聲學(xué)等學(xué)科，也涉及到電學(xué)，信號處理等電子類學(xué)科，使我們認(rèn)識到測量技術(shù)在每個(gè)學(xué)科上的應(yīng)用都非常廣泛。,謝謝,