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轮胎及路面的声学特性

日期:2016-11-24
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问题描述
在过去的几十年中,欧盟进行了诸多测试来限制轿车、卡车、巴士及摩托车等的噪声水平。
在城市和工业区,道路上的车辆被认为是最重要的噪声源,而轮胎产生的噪声对环境、城市交通噪声以及车内的乘客一直是一个严重的问题。
噪声辐射水平与胎-路交互作用有关,有多种产生机制,这些机制以及他们的影响又与轮胎类型、胎面设计和路面的吸声特性有关。
所有这些参数可以通过测量相互作用的材料和结构的阻抗来进行描述。

需要测量什么以及怎样测量
通过测量靠近材料表面的声压和粒子速度可以计算声阻抗,进而通过阻抗可以估算材料的吸声系数和反射系数。
为了测量材料吸收的能量,探头放置在由固定在测量装置上的球形扬声器产生的声场中。
吸声系数测试与扫描成像系统的自动追踪功能结合可以绘出吸声系数的云图,进而可以对轮胎的几何形状和材料特性进行声学评估。如果进行沥青路面的测试,装置可以固定在车辆的尾部,因此测试可以在车辆行进过程中进行。

测试装置
1. PU探头:二通道1/2英寸声强探头
a.1通道:声压
b.2通道:粒子速度
2. 信号调理器
3.二通道Microflown数采
4.球形扬声器
5.扫描成像软件和原位吸声系数测量软件
测试步骤
为了描述整个胎-路噪声产生机理,需要分为两个测试来进行。
1.对于轮胎吸声系数的测量,需要在轮胎表面移动测量装置,球形声源发出白噪声的同时进行扫描采集。探头的移动通过视频记录下来,把测量位置与时域音频数据进行同步,进而描绘出材料的吸声系数云图。
2.对于路面的测量,需要一个特殊的装置进行固定,避免车辆的振动传导到采集探头。采集装置固定在车辆尾部,在车辆行进过程中进行测量。这套装置可以测量一长段沥青路面轨迹的吸声系数,评估路面的状态。
结果
可以获得轮胎表面的声阻抗分布云图,如下图所示:
沥青路面的声阻抗在不同车速下测试,可以在80km/h速度内获得很好的结果:
阻抗测试在设计、实验、描述和控制车辆噪声方面是非常有益的。
特性
测量频率范围大200-10000Hz
原位自适应方法
非均匀材料测试
移动表面测试
设计和优化测试
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