汽车内饰的多层多孔材料声学仿真问题

yeyecoming

    正学习内饰的多层材料仿真，用的是Virtual lab（继承sysnoise，所以sysnoise也能做）。希望与大家交流。
       据说多层材料由阻尼层、吸声材料共同组成，而且阻尼层本身密度大，所以多层材料起到了减震、隔声（密度大）、吸声多种作用，共同降噪。
      现在软件本身只在有限元里可以做，因为边界元不能模拟这样的三维结构。
我的问题是：
       1 材料的参数是多少？例如，阻尼层多厚才合适？阻尼材料的弹性模量是多少，损耗因      子   多少？等等。
      2.如何在软件中调节这些参数以取得良好降噪效果，又不浪费材料？也就是个优化问题。现在还不知道软件自动做，还是要手工多次试探，找出个好的组合来
      3.为了优化，先要知道目前的噪声水平。那么好，我先做。用的是李增刚同志的例子，结果最低的100赫兹范围内，计算结果是负的，出现了负的声压级。不解。猜测可能的例子用的是常数，而实际上参数都是随频率变化的，所以，参数设置不合理。这参见第一个问题。
       期待高人！

w89986581

这个问题分为两步：1.有限元确定材料阻抗，空气中吸声材料都当作局部阻抗处理，即阻抗与入射角度无关，否则后面无法计算；2.根据阻抗边界条件，利用边界元计算声场。声压为负，代表小于参考值。

yeyecoming

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谢谢关注和讲解。计算时，确实很多时间用来计算多层材料的声阻抗了，如同您所说。
但是计算值小于参考值，我是很疑惑的。从声压级定义来说，小于参考值，这就是说噪声听不到了，对吧。有这么好的效果吗？我没做实验实测过，所以拿不准。W老师测过有无吸声材料的对比情况吗？

yeyecoming

任何内声场仿真的目的是确定汽车内部的声压级（SPL），判断是否能满足设计规范的要求。另一目的是通过对车内声场的仿真分析，发现问题的根源，进而更改设计参数，最终达到优化设计的目标。

根据客户的实际应用要求，LMS Virtual.Lab提供了三种内声场仿真方案。
第一种方案，标准型解决方案。通过给出车内声压级清晰的指标，让客户判断是否满足设计目标，同时该方案也能提供车体上不同辐射面板的贡献量。
第二种方案也称增值方案。拥有更多的细节分析能力，能提供更为详细的信息，使客户能够更精确地发现存在问题的区域，并更有效地进行微调设计。该方案是利用基于声学传递向量（ATVs）的声学边界元法或声学有限元法来完成上述任务的。

第三种方案也称补充解决方案。它是一种更先进的声学仿真方案。在该方案中，多层吸声材料可以更精确的定义。随着计算频率范围的增加，精确模拟多层吸声材料更为重要。与Biot分析方法相比，更显出了它的优越性。因为3D实体有限元单元将把成千上万的自由度添加到分析计算中。LMS Virtual.Lab利用多层吸声材料的快速子结构技术不会把额外的自由度添加到计算模型中。对附于基础结构上的多层吸声材料性能仿真几乎不必花费额外的代价。


第三种方案：基于模态耦合的快速多层吸声材料的模拟(Fast Trim)

该方案利用Sysnoise求解器，通过耦合方法计算声场压力。用波缩减技术将结构模态和声学模态耦合到一起，可用来模拟连接装饰面板的属性。同时该方案吸收了网格缩减技术以减少计算时间并能保证计算精度。它是一种完整的有限元方法同时吸取多层吸声材料的模拟技术（该技术基于波缩减）的优点。使用该方案完成一个完整汽车模型计算时间的可以大大减少，从40分钟/频率到40秒/频率。


在LMS Virtual.Lab中集成了所有的分析类型，使工程师可以快速准确地判断内声场的声压级，更为重要的是能提供有价值的信息，对噪声源、主要结构的噪声贡献量、振动传递路径有更深入的了解。另外还能评估不同的设计方案，提出正确及时的建议。


这是公司自己的介绍，有几个问题

yeyecoming

1.仿真的目的。从别的论文看，多层材料可以设计不同层材料的声阻抗匹配，减少声波反射，提高吸声能力。那多层材料仿真分析分析这个功能的目的就是来数值仿真这个方面吗？因为看到有论文推公式的。
2.如问题，仿真可靠吗？与实验测量一致吗？
3.何谓“波缩减技术”、“网格缩减技术”？
4.好的软件应该各种功能都可以用。多层材料的模拟，可以和声学传递向量一起用吗？我要试试。不然的话，不同工况下的声学分析都要重新来一次。李增刚老先生的例子是只有有限元强耦合的，弱耦合可否完成？当然多层材料里面有阻尼材料，弱耦合的话，阻尼层就没有用了。可是他例子里也是把多层材料定义到声学网格上，那阻尼层能对结构振动有用？

wy558558558

吸声材料的作用都体现在中高频，而有限元边界元对低频效果分析好一些。而且更高频率的分析网格大小多少也会有所规定，计算结果有误差是正常的。说实话对声学分析我就没作百分百准过，不过作声模态分析还是不错的。

yeyecoming

谢谢关注和回答。声学模态分析是很准确，我也比较过理论值和仿真值。多层材料这个东西，大家研究过没有呢

yeyecoming

抄的广告词，相关的

在汽车正常运转时，引擎噪声可达90分贝以上，而在车速为90公里以上时，轮胎噪声可达95分贝左右，当汽车行驶超过120公里以上时，风切噪声将大幅增加，这与车体结构造型有较大关系。

    优质的隔音工程可以使汽车室内噪声降低6-13分贝，并可将声压级提升1-2倍。这就意味着你在车内不仅可以获得宁静，更可以在欣赏音乐时获得更纯的超重低音。

    优质的隔音工程可以使汽车室内噪声降低6-13分贝，并可将声压级提升1-2倍。这就意味着你在车内不仅可以获得宁静，更可以在欣赏音乐时获得更纯的超重低音。

    →全车隔音一天内完成（6-8小时）

    →适合各种高、中、低档车型

    →原装进口高科技声学材料，一次施工、终生享用

    →效果显著，高中低频平均降低6至8个dB

    →无须触及车内结构，绝不影响原车驾驶性能

    →可局部隔音

    →引擎罩覆膜

    这种产品可用来装饰你的发动机舱。它所包含的“消音王”泡沫材料可吸收多达87%的发动机噪音，使你的汽车噪音大为减少。这种1密耳厚的加强型覆铝盖层同时也有防水和防油的作用，还可反射97%的辐射热，对汽车的漆层有极好的保护作用。

    隔音王

    可为一般应用提供两种不同的定制套件。普通型套件面积为4平方英尺，可用于后车板、车门、车底盘等。顶级套件在用于同样环境时，可以提供4倍于普通型的衰减，适用于行李箱盖、车顶、方向盘、引擎罩等部位。

    喷立静

    强化A、B、C柱下方后座侧面材料补强；在高级车系列如BENZ、BNW等都备有效果较佳的隔音措施，唯有将车身结构提高钢性才能有效减低噪音，并针对车身后方钣金增加厚度以减低从底盘、油箱所传送的噪音及震动。

    车门套件

    降低行车中车门钣金较薄易产生钢钣共振造成饰板与零件松脱，或车龄老旧、长期行驶崎岖路面和车门钣金，后车门与车框不合，长期挤压所造成的杂音，有效帮助改装音响喇叭之音质。

后备箱套件

    车体套件可以加强你的车身结构，减少车身的咔咔声及轮胎与路面摩擦时在后备箱里所产生的共鸣声，并提供最强劲、最清晰的重低音；当安装在后面的低音炮导致后备箱振动时，音乐声将会减少。这是因为，不作妥善的加强，你的汽车结构无法承受超重低音的冲击。

    低频王

    专业治理发动机与路面噪音；

    顶级贴膜是低频衰减材料中的极品。这种产品由四层Leadseptum材料组成。四层分别是：1/8英寸厚的氯丁橡胶，15密耳厚的声障，1/4英寸厚的高效能声学泡沫，3密耳厚的氨基甲酸乙酯面层。这种材料可以铺设在车底盘上的任何部位，以隔绝来自路面和发动机的各种噪音。有效处理中央底盘、后箱底盘、在高速行驶钢钣震动产生共鸣及轮胎传入底盘的路面噪音和排气导入后箱的共鸣音压。

    车门隔音条

    加强车门和车框的密封，有效降低车子高速行驶的风切声，也能替换老旧及弹性疲乏的防水胶条

    前后轮弧隔音叶子板

    明显降低车子与行驶时避震筒所导入之异音，抑制轮胎与路面及碎石与钢板所产生的撞击杂音，于施工后能明显降低路面引起的噪音。

    发动机防火墙减振、隔音

    吸收引擎运转声音，阻隔发动机的热量传递到驾驶室内，有效保护引擎盖原厂烤漆。

    强化车门钢钣隔音工程

    增加车门钢钣厚度，有效隔绝外在的噪音，减低车门在行驶中所产生的车体共振。

yeyecoming

有谁在做这方面的研究吗？跪求解答

bluegangster

《Virtual.lab acoustics声学仿真计算高级应用实例》中有fast trim的实例

yeyecoming

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例子，例子我做了！那例子的结果不对，声压级还是负的。我想知道多层材料的参数。不用详细的，我也不想获取什么商业机密，只要个大概的范围内，结果不离谱就行。
从网上找论文，唉，国内只有拿不同的材料来试，这是试错法。对于参数的选择，没找到什么资料。
老师说从外文找，唉，也没找到呀。
去招聘会，看见个做内饰的厂家很高兴的上去打听，顺便推荐自己。结果人家不知道内饰还要分析吸声性能。郁闷呀

yeyecoming

感谢大家关注！看来同志还是不少的，这给了我很大精神鼓励！谢谢！

yeyecoming

回复 11 # yeyecoming 的帖子

承指教！有些着急，所以失态了。在此道歉，请bluegangster原谅！

yeyecoming

回复 10 # bluegangster 的帖子

承指教！有些着急，所以失态了。在此道歉，请bluegangster原谅！

haerbinhaidao

弄明白了吗？现在我也在学如何使用VL Acoustics内饰，指点一下吧，多谢了。