Page 85 - 《应用声学》2020年第5期

第 39 卷 第 5 期 程科翔等： 有限元 -统计能量分析法的拖拉机驾驶室噪声研究 727

90
3 模型仿真验证分析 80
70
ܦԍጟ/dB(A) 40
3.1 拖拉机驾驶室噪声预测与仿真验证 60
50
将理论计算和试验所得的模态密度、内损耗因 30 តᰎϙ
子、耦合损耗因子、振动激励频谱以及噪声激励频 20 ͌ᄾϙ
10
谱加载到拖拉机驾驶室 FE-SEA 混合模型上，激励 0
200 250 315 400 500 630 800 1000
加载位置如图 9所示，并进行声学包装处理，得到如 1/3φᮠሮ˗ॷᮠဋ/Hz
图 10 所示的发动机怠速下拖拉机驾驶室声腔噪声
图 11 中频段驾驶室噪声仿真值与实验值
声压级，并与试验测试结果进行对比。
Fig. 11 Simulation and experimental value of cab
由图 10 可以得出拖拉机驾驶室 FE-SEA 混合
noise in intermediate frequency band
模型在 200 Hz 以下频段以及 1000 Hz 以上频段仿
真结果与试验结果有较大差距，在 200 ∼ 1000 Hz 3.2 驾驶室声腔能量输入分析
中频段内仿真结果与实验结果相对误差在5%以内， 在SEA理论中，共振能量是一个子系统振动振
如图 11所示，整体声压级误差在 3 dB 内，声压级预 幅的主要度量，VA ONE 软件中所有的工程单元的
测精度较好，同时也验证了模型的正确性，可以用于 结果都是由此得出的。这一结果适用于除半无限流
进一步分析研究。 体外的所有 SEA 子系统的波场。半无限流体没有
共振模式，因此不会产生能量。而子系统通过半无
限流体传递能量是通过质量定律效应来实现的。将
各个子系统向驾驶室能量输入的途径分为共振途
径和非共振途径，利用 VA ONE 软件能量输入分析
z
功能获取各个子系统向驾驶室声腔输入能量的大
小及途径，通过整理得到图 12 ∼ 13，可以发现通过
质量定律效应即非共振响应输入驾驶室声腔的能
量占总能量的 43%，说明驾驶室噪声有近半数是由
于发动机噪声激励直接穿透壁板进入驾驶室声腔
而产生的，贡献度较大的部位主要集中在驾驶室前
部，靠近发动机的位置。噪声激励和振动激励引起
图 9 激励加载位置
子系统共振而传入驾驶室的噪声主要由面积较大
Fig. 9 Excitation loading position
且薄的板引起的，左右侧板由于与后悬置点距离较

100 近，共振产生的能量相对较大。
80 0.08
ܦԍጟ/dB(A) 60 Ҫဋ/mW 0.06
0.07
0.05
0.04
40
0.02
20 តᰎϙ 0.03
͌ᄾϙ
0.01
0
0
20 32 50 80 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 5000 Ғ᮳૕ ࢻဝၕ᫃ Կဝၕ᫃ Ցဝၕ ࢻՑဝၕ ԿՑဝၕ ࢻΟ౜ ԿΟ౜ Ցڊ౜ ᰂ᯺Լ ᮇ౜ अ౜
1/3φᮠሮ˗ॷᮠဋ/Hz
ߕጇፒ
图 10 驾驶室噪声仿真值与实验值
图 12 驾驶室共振能量输入
Fig. 10 Simulation and experimental values of
Fig. 12 Resonant energy input to the cab
cab noise