基于PU技术的汽车座椅异响诊断与3D声强可视化研究
汽车资讯
日期:2021-11-25 19:12
来源 | 朗德科技
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1、前言
随着对更安静车辆需求的不断增长,在车舱内部的声学改进上面临了新的重大挑战。传统动力系统声音掩蔽效应的缺失,使得乘客暴露在各种新的噪音中。尤其是随着电动汽车的出现,防止吱嘎和咔嗒 (Squeak & Rattle,简称 S&R) 噪音问题成为一项基本要求。
S&R与通常导致客户投诉的产品“听觉感知”质量有关。先前的研究表明,S&R是继动力系统和电气问题之后汽车购买者中报告的第三大问题。导致这些现象的潜在物理机制主要与两个或多个元素之间的相对运动有关。而结构缺陷、糟糕的几何设计和/或不兼容的材料对经常被发现是根本原因。

图1:S&R是汽车购买者中报告的第三大问题(图片来源于网络)

为此,大多数汽车制造商已经开发了内部方法和程序来评估S&R,其中,采用客观方法来评估S&R显得尤为重要。任何声场都可以通过声压和质点速度的空间变化来描述。三维 (3D) 声强测量能够捕获所有可用的声学信息,为解决复杂问题提供了独特的起点。此外,通过评估声音传播(有功声强)的净方向以及相邻组件之间的近场相互作用(无功声强),3D声强矢量场的成像可以用来表征振动声学噪声源。
PU测量及声学可视化技术-1. PU测量原理及特点技术分享文章中,我们知道,PU探头可以直接测量声压和质点速度,它在现场测试、故障诊断和声源定位方面有着出色的表现,下面的视频1为Scan & Paint 3D的测试示例。那么,我们是否可以基于PU来进行声强的3D扫描测量,并以此来研究S&R问题呢?本文将会以汽车座椅为例,在这方面做出相应的探索。

视频1:Scan &Paint 3D的测试示例
2、声强
声强是声场中声能流动的测量指标。它不仅提供声音辐射的量化,而且提供声音传播的方向。瞬时声强定义为声压与质点速度的乘积。
l(t) = p(t)u(t) (1)
声压和质点速度具有幅值和相位的差异,这主要取决于声源的特性、测量距离和频率。在实践中,通常根据随时间平均的复声强的有功或传播部分来研究稳态声场,即
I = [Ix, Iy, Iz] = <pu>t = Re{p u*}    (2)
< · >t表示时间平均。该量的虚部称为无功声强

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