一种计算子系统中频段传递损失和优化声学包的方法_2

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图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
[0048] 图1示出根据本申请的一种计算子系统中频段传递损失和优化声学包的方法流 程图。
[0049] 该方法包括步骤S11、步骤S12、步骤S13和步骤S14。具体地,在步骤Sll中,基 于Hypermesh软件和VA One软件建立计算子系统整体的传递损失的模型;在步骤S12中, 计算得到子系统整体的传递损失;在步骤S13中,通过对比各个子系统的传递损失与整体 的传递损失,确定各个子系统属于薄弱区域或非薄弱区域;在步骤S14中,根据优化目标及 各个子系统属于薄弱区域或非薄弱区域,对声学包进行优化。
[0050] 下面结合具体的实施例,对本申请作进一步详细描述。
[0051] 在本实施例中,通过计算汽车前围的传递损失,对声学包进行优化设计。在此,汽 车前围作为隔离发动机舱和驾驶室的部件,是噪声传递到驾驶室的一条非常重要的路径, 其声学包是用于隔绝该路径上噪声传递的有效措施。
[0052] 首先,在步骤Sll中,基于Hypermesh软件和VA One软件建立计算子系统整体的 传递损失的模型。
[0053] 在此,所述Hypermesh软件是美国Altair公司的产品,是一款CAE (Computer Aided Engineering,计算机辅助工程)应用软件包,具有强大的有限元网格划分前处理 功能。所述VA One软件是法国ESI集团推出的全频段振动噪声模拟软件,它把有限元法 (Finite Element Method,FEM)、边界元法(Boundary Element Method,BEM)、统计能量分 析(Statistical Energy Analysis,SEA)方法及其混合分析方法集中于一个易于进行模拟 的环境。
[0054] 当然,本领域技术人员应能理解上述Hypermesh软件和VA One软件仅为举例,其 他现有的或今后可能出现的软件如可适用于本申请,也应包含在本申请保护范围以内,并 在此以引用方式包含于此。
[0055] 图2示出根据本申请一个实施例的汽车前围的有限元模型,其中,结构21厚度为 0. 74mm,结构22厚度为0. 68mm,结构23厚度为0. 75mm,材料均为铁,周围介质为空气。
[0056] 具体地,所述步骤S11包括:
[0057] 步骤al,打开Hypermesh软件,切换为OptiStruct模板,将汽车前围的有限元模型 导入Hypermesh中,设置材料、属性、边界条件,选用特征值方法计算模型在0~1500Hz内 的模态,设置输出结果文件格式为〇p2.,计算模型。
[0058] 步骤a2,将Hypermesh切换为Nastran模板,然后导出bdf格式的子系统文件。
[0059] 步骤a3,打开VA One软件,设置单位为mm-Mg-sec,导入所述步骤a2中的bdf格 式的子系统模型。
[0060] 步骤a4,将模型划分为N个子系统。在本实施例中,如图3所示,将模型划分为11 个FE(Finite Element,有限元)子系统。图3中的编号1至11分别表示第1个至第11个 FE子系统。
[0061] 步骤a5,在模型中存在空腔的地方建立声腔,并与子系统进行面连接。在本实施例 中,如图4所示,在汽车前围模型的导水槽处建立声腔;如图5所示,将声腔与FE子系统进 行面连接。
[0062] 步骤a6,在子系统两侧各设置N个半无限流体,并与N个子系统一一对应进行连 接。在本实施例中,在前围模型两侧各设置11个半无限流体(SIF),并与11个FE子系统 --对应进行连接。
[0063] 步骤a7,对N个子系统,在声源侧各施加一个IPa的扩散声场作为激励,在接收侧 施加初始的声学处理材料。在本实施例中,对11个FE子系统,在声源侧各施加一个IPa的 扩散声场作为激励,在接收侧施加初始的声学处理材料(Noise Control Treatment,NCT), 初始声学包选用超轻的吸声材料(如图6所示,3mm硬层加15mm软层的结构),至此,完成 汽车前围的混合FE-SEA模型的建模,如图7所示。
[0064] 步骤a8,导入所述步骤al中计算得到的op2.结果文件,设置计算频率区间为 200Hz~1000Hz,设置等带宽IOHz或20Hz,计算模型。在本实施例中,将等带宽设置为 20Hz。
[0065] 然后,在步骤S12中,计算得到子系统整体的传递损失。
[0066] 在此,使用的公式包括:
,其中,TL为子系统整体的传递损失,Wt为透射侧的声功率,等于前 围两侧所有半无限流体的入射功率的总和,W1为前围的总体入射功率; CN 105184018 A ^ ΗΠ T> 5/6 贞
,其中,Pa为前围的入射侧的声压值,S为前围的总面积,P为空气密 度,c为声速;
,其中,Ρ。为参考声压,大小为2e_12, SPL为IPa的扩散声场在各 频率点下的声压级。
[0070] 具体地,所述步骤S12包括:
[0071] 步骤bl,在模型中查询获得IPa的扩散声场在等带宽设置下的声压级,计算得 到模型的输入功率。在本实施例中,在模型中查询获得IPa的扩散声场在等带宽设置下 的声压级,利用上述公式,在Excel (美国微软公司推出的一款试算表软件,是办公软件 Microsoft Office的组件之一)中计算得到模型的输入功率%。
[0072] 步骤b2,计算得到模型的透射功率,其中,所述模型的透射功率为2N个半无限流 体的输入功率之和。
[0073] 在本实施例中,模型的透射功率为Wt= XWti i = 1,2,... 2N,其中,XWtl为2N个 半无限流体的输入功率之和,N取22。
[0074] 步骤b3,基于所述步骤bl和所述步骤b2的计算结果,计算得到子系统整体的传递 损失。在本实施例中,在Excel中计算得到子系统整体的传递损失(TL),如图8所示。
[0075] 接下来,在步骤S13中,通过对比各个子系统的传递损失与整体的传递损失,确定 各个子系统属于薄弱区域或非薄弱区域。
[0076] 具体地,所述步骤S13包括:
[0077] 步骤cl,查询每个子系统的有效传递损失。在本实施例中,查询每个FE子系统的 有效传递损失(Effective Transmission Loss),将结果拷到Excel中。
[0078] 步骤c2,作出每个子系统的传递损失曲线与整体传递损失曲线的对比图。在本实 施例中,作出每个FE子系统的传递损失(TL)曲线与整体传递损失(TL)曲线的对比图。
[0079] 步骤c3,分析所述步骤c2中的对比图,若第i个子系统的传递损失曲线低于整体 的传递损失曲线,则定义该区域为薄弱区域,否则为非薄弱区域。在本实施例中,分析各曲 线对比图,若第i个FE子系统的传递损失(TL)曲线低于整体的传递损失(TL)曲线(如图 9所示的第1个FE子系统的曲线对比图),则定义该区域为薄弱区域;否则,若第i个FE子 系统的传递损失(TL)曲线高于整体的传递损失(TL)曲线(如图10所示的第11个FE子 系统的曲线对比图),则定义该区域为非薄弱区域。
[0080] 最后,在步骤S14中,根据优化目标及各个子系统属于薄弱区域或非薄弱区域,对 声学包进行优化。
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