Page 205 - 《应用声学》2023年第3期

第 42 卷 第 3 期 任林旸等： 新型列车侧墙内装板声学分析、优化及应用 643

隔声实验结果如图9所示。从频率曲线上看，方 进行对比分析，验证模型的有效性；进一步探究了芯
案1、方案 2 和方案 3 的隔声量都明显高于不含任何 材孔隙率与芯皮厚度比对于橡胶泡棉夹芯板声学
内装板件的背景方案0，主要体现在1000 Hz以下中 特性的影响规律，并通过敷设阻尼层进行了声学优
低频段。对于3种包含了内装板件的侧墙组合方案， 化；最后在侧墙组合结构的声学设计中通过实验评
在 100 ∼ 315 Hz 低频段，方案 1 的隔声量最高，方 价了其使用效果。结果证明：(1) 随着芯材孔隙率的
案3 的隔声量次之，方案 2 的隔声量最低，这是由于 减小，密度的增加，橡胶泡棉夹芯板总体隔声水平提
在低频质量控制区，主要受质量定律的影响；方案 1 高明显，辐射声功率也相应降低，并且隔声量增加幅
的面密度明显高于其他两个方案，而方案3与方案2 度与辐射声功率下降幅度也逐渐变小。(2) 随着芯
的面密度相同；但方案 3 隔声量略高于方案 2，推测 材和蒙皮厚度比的提高，橡胶泡棉夹芯板隔声量呈
原因在于橡胶泡棉相较于铝蜂窝芯层，其吸声性能 略微上升趋势，辐射声功率也随之降低，通过增加
更佳，阻尼更大。在 500 ∼ 1250 Hz，出现了显著变 芯材厚度来提高夹芯板减振降噪效果性价比较低。
化，方案 1 和方案 2 有低谷产生，而方案 3 未出现明 (3) 1 mm 阻尼层敷设在远离声源端的蒙皮外侧效
显低谷，进一步凸显了橡胶泡棉夹芯板优良的阻尼 果最佳，优化后夹芯板计权隔声量上升0.7 dB，总辐
效果。 射声功率级下降 0.7 dB。(4) 相较于传统木质胶合
为了更加直观地体现各内装板件在轻量化设 板和铝蜂窝板，橡胶泡棉夹芯板相较于传统内装板
计角度的减振降噪效果，以“效费比” 这一参量做进 材在结构隔声设计中具有轻量化优势。
一步评价。这里的效费比，指的是相较于背景方案
0，优化方案每增加单位面密度，从而引起的计权
参 考 文 献
隔声量的增加量，单位 dB/(kg/m )。由此可以计算
3
出方案 1 的效费比为 0.396 dB/(kg/m )，方案 2 的
3
3
效费比为 0.547 dB/(kg/m )，而方案 3 的效费比为 [1] Park B, Jeon J Y, Choi S, et al. Short-term noise annoy-
ance assessment in passenger compartments of high-speed
3
0.641 dB/(kg/m )，这说明增加相同质量情况下，橡 trains under sudden variation[J]. Applied Acoustics, 2015,
胶泡棉能提升更多的隔声量，相较于传统内装板材 97: 46–53.
在结构隔声轻量化设计中更具优势。 [2] 贾尚帅, 张文敏, 韩铁礼, 等. 高速动车组气动噪声试验与仿
真分析 [J]. 应用声学, 2021, 40(4): 611–618.
60 Jia Shangshuai, Zhang Wenmin, Han Tieli, et al. Test
வವ0 (௄Яᜉెந) R w=44.6 dB and simulation analysis on aerodynamic noise of high-
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speed train[J]. Journal of Applied Acoustics, 2021, 40(4):
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வವ3 (ൃᑛจ೟) R w=48.7 dB property of aluminum foam sandwich panel and its opti-
25
mization[J]. Materials for Mechanical Engineering, 2018,
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图 9 不同芯材的侧墙隔声特性实验结果
Zhan Pei, Bai Guofeng, Niu Junchuan, et al. Investiga-
Fig. 9 Test results of sound insulation character- tion on sound insulation of composite structure with air
istics of side walls with different core materials layers and porous elastic materials[J]. Journal of Applied
Acoustics, 2014, 33(5): 426–432.
4 结论 [6] 张捷, 肖新标, 王瑞乾, 等. 高速列车铝型材声振特性测试及
等效建模 [J]. 浙江大学学报 (工学版), 2017, 51(3): 545–553.
Zhang Jie, Xiao Xinbiao, Wang Ruiqian, et al. Vibro-
本文基于混合 FE-SEA 法建立了橡胶泡棉夹
acoustic characteristics measurement and equivalent mod-
芯板的隔声与声辐射预测模型，并分别与实验结果 eling of aluminum extrusion of high-speed trains[J]. Jour-