Page 72 - 《应用声学》2020年第5期

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式 (1) 中，L J 为车轮的声能量级；L E 为被测车轮的 体现了出来；而另一方面，降噪块在中高频段的阻尼
表面单一事件时间积分声压级；S 2 为半径为 r 的半 减振作用较显著，故施加降噪块后，其对车轮声辐射
2
球形包络面的表面积，S 2 = 2πr ；S 0 = 1 m ；C 1 为 水平的削减效果远大于因质量和声辐射面积增加
2
基准量修正值；C 2 为声辐射阻抗修正值；C 3 为特定 而引起的那一小部分声辐射水平增加的效果，前者
频率下的空气吸收衰减的修正值。最后将 20 个测 将后者掩盖。径向激励和轴向激励下的声能量级降
点的声能量级做加权平均得到声能量级总值。 幅最大位置均在 3150 Hz 频带处。总体来看，复式
为了评价复式降噪块车轮在一段时间内的降 降噪块在较大频率范围内对车轮声辐射具有较明
噪效果，表3 给出了自由状态下，车轮 W0、W1、W2 显的抑制作用。其中，W3的总辐射声能量级降幅最
和 W3 在径向和轴向落球撞击激励条件下 4 s 时间 大，W2次之，W1最差。
内辐射声能量级总值，以及车轮 W1、W2 和 W3 对
120
于W0的降噪值。 W0 overall=100.0 dB(A)
W1 overall=90.0 dB(A)
W2 overall=89.1 dB(A)
图 10 和图 11 分别给出了落球径向激励和轴向 100 W3 overall=88.9 dB(A)
激励下车轮 W0、W1、W2 和 W3 辐射声能量级的 80
1/3 倍频程频谱图。可以看出，在 500 Hz 以下低频 ܦᑟ᧚ጟL J /dB(A) 60
范围内，复式降噪块车轮 W1、W2、W3 的声能量级 40
部分高于 W0；在 500 Hz 频带以及 1000 Hz 以上中
20
高频范围内，复式降噪块对车轮声能量级的降低作
用相当显著。这是由于，降噪块在低频下的阻尼减 0 63 125 250 500 1000 2000 4000 overall
振效果不佳，故施加降噪块后，由总质量和声辐射 ᮠဋf/Hz
面积的增加而引起的车轮声辐射水平增加的现象 图 11 轴向激励 1/3 倍频程声能量级
Fig. 11 1/3 octave band sound energy level under
表 3 车轮声能量级总值表 axial excitation
Table 3 Value of wheel sound energy level
4 结论
测量值/dB(A) 降噪值/dB(A)
工况
径向 轴向 径向 轴向 本文基于有限元分析方法，通过仿真与试验相
W0 97.6 100.0 结合的方式，利用超塑性型合金结构 (制振阻尼) 的
W1 87.3 90.0 10.3 10.0 阻尼效应，探究了复式降噪块装置对某 S 型辐板地
W2 84.7 89.1 12.9 10.9 铁车轮的减振降噪效果，得到了以下结论：
W3 84.5 88.9 13.1 11.1 (1) 复式降噪块装置对车轮模态阻尼比的提高
具有积极作用，其中 W3的阻尼比增量最大，W2 次
120 之，W1最小；
W0 overall=97.6 dB(A)
W1 overall=87.3 dB(A)
(2) 复式降噪块装置对车轮不同位置处的振动
100 W2 overall=84.7 dB(A) 响应均有较好的抑制效果，其中对轮辋和踏面处的
ܦᑟ᧚ጟL J /dB(A) 80 减振效果最为显著；
W3 overall=84.5 dB(A)
60
(3) 复式降噪块在较大频率范围内对车轮声
40
辐射具有明显抑制作用，降噪频率主要集中在
20
1000 Hz 以上中高频。径向激励下，W1 车轮声能
0 量级降低了 10.3 dB(A)，W2 车轮声能量级降低了
63 125 250 500 1000 2000 4000 overall
ᮠဋf/Hz 12.9 dB(A)，W3 车轮声能量级降低了 13.1 dB(A)；

图 10 径向激励 1/3 倍频程声能量级 轴向激励下，W1 车轮声能量级降低了 10.0 dB(A)，
Fig. 10 1/3 octave band sound energy level under W2车轮声能量级降低了10.9 dB(A)，W3车轮声能
radial excitation 量级降低了11.1 dB(A)。