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第 38 卷 第 1 期 唐荣江等： 利用混合 FE-SEA 方法的前围隔声性能优化设计 25

图 3 FE 声腔 图 4 混响室 -消声室模型
Fig. 3 Finite element acoustic Fig. 4 Reverb room-anechoic chamber model

2.2 模型验证 3 声学包装设计
对构建好的混响室 -消声室模型进行仿真计算，
分析图 5 前围传递损失测试结果可知，在测试
分析该前围模型传递损失，并将仿真结果与实际测
频率段内前围总体传递损失较低，在 500 Hz 处只
量值进行对比，结果如图5所示。对图5分析可知，仿
有 25.4 dB(A)，在高频段也只有 32.8 dB(A)，隔声
真结果与测试结果吻合较好，误差小于 1.6 dB(A)，
性能较差，因此需要对前围的隔声性能进行优化。
满足工程要求，从而验证了混响室-消声室模型的准
前围声学包设计方案为根据现有材料的物理属性
确性。 在 VA one 软件中创建相应的材料。采用正交试验
法 [10] 对前围声学包进行设计，创建不同厚度的吸
34 声材料层和隔声材料层组合并将设计的声学包添
加到仿真模型中进行仿真计算，选出传递损失、重
32 量和厚度最佳平衡的前围声学包。
͜᤬૯ܿ/dB(A) 30 3.1 正交试验组

28

26 ฾តፇ౧ 采用吸声材料与隔声材料复合的形式对前围
͌ᄾፇ౧ 进行声学包装设计，其中吸声材料选择的是双组分
24 吸声棉、毛毡和PU泡沫，隔声材料选择的是EPDM
315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 隔声垫、隔声毛毡和硬毛毡。所用材料物理参数如
ᮠဋ/Hz
表 1 所示。在选择材料厚度方面，考虑车内布置空
图 5 仿真与测试结果比对图 间、重量及成本等限制因素，将试验的吸声材料厚
Fig. 5 Comparison of simulation and test results 度定为6 mm、8 mm和10 mm三个水平，将试验的

表 1 材料参数表
Table 1 Material parameters

参数 PU 泡沫 毛毡 硬毛毡 隔声毛毡 双组分吸声棉 EPDM 隔声垫
阻尼损耗因子 0.14
泊松比 0.4 0.4896
杨氏模量/MPa 0.0465 2300
密度/(kg·m −3 ) 80 300 150 100 531 1220
静流阻/(N·s·m −4 ) 22000 900000 300000 90000 60000
孔隙率 0.95 0.82 0.88 0.88 0.95
曲率 1.3 1.7 1.6 1.6 3.2
特征黏性长度/mm 0.105 0.056 0.056 0.056 0.05
特征热效长度/mm 0.34 0.122 0.122 0.122 0.106