(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210686676.5 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区正 街174号 (72)发明人 邓兆祥　张宇彪　胡帮良　陈之春　 刘思　 (74)专利代理 机构 重庆纵义天泽知识产权代理 事务所(普通 合伙) 50272 专利代理师 曾娟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种连续弹性体结构振动声辐射大小的快 速估计方法 (57)摘要 本发明涉及机械工程领域， 公开了一种连续 弹性体结构 振动声辐射大小的快速估计方法， 本 发明基于结构有 限元模型表面节点的法向振动 速度提出了振动特征量——平均法向振动速度 级ANVL， 可利用ANVL直接估计空间参考点A计权 总声压级。 首先建立总声压级与ANVL的线 性相关 关系， 具体步骤包括： S1选取结构空间声学参考 点， S2根据不同工况下的结构 振动响应计算参考 点A计权总声压级和声辐射效率曲线， S3计算不 同工况下结构的ANVL值， S4构建ANVL值与总声压 级的线性拟合表达式； 然后借助该线性拟合表达 式， 对同类结构可直接利用振动特征量ANVL快速 估计参考点总声压级。 利用本发明， 可 以快速估 计连续弹性体在不同工况下的总声压级， 为连续 弹性体的结构声辐射估计和评价 提供重要基础。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 115114820 A 2022.09.27 CN 115114820 A 1.一种连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 基于结构有限元模 型表面节点的法向振动速度提出了振动特征量， 利用振动特征量快速估计结构的声辐射大 小。 2.根据权利要求1所述的连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 所 述振动特 征量是结构表面平均法向振动速度级ANVL， 其具体表达式如下： 其中， T是结构振动响应历程的时间长度， k是结构表面节点总数， Wref是用于变量归一 化处理的参考能量， Vj是结构表面第j个节点的法向振动速度幅值谱； η(f)是结构的声辐射 效率， 是声辐射频率f的函数。 3.根据权利要求2所述的连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 所 述振动特征量A NVL是以声辐射效率为权值系数， 对结构表面法向振动速度的均方值进 行加 权求和， 并对表面所有节点取平均， 最后以Wref为参考量进行对数变换 得到。 4.根据权利要求3所述的连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 根 据所述振动特征量ANVL， 可针对结构表面形状类似的同类对象， 构建其A计权总声压级与 ANVL的线性相关 关系， 包括以下步骤: S1、 选取结构的空间声学参 考点； S2、 根据不同工况下的结构振动响应计算声学参考点的A计权总声压级和声辐射效率 曲线； S3、 通过不同工况 下的声辐射效率曲线， 计算 不同工况 下结构的ANVL 值； S4、 构建ANVL 值与A计权总声压级的线性拟合表达式。 5.根据权利要求4所述的连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 所 述S1的声学参 考点的具体位置可根据实际应用场景选取。 6.根据权利要求5所述的连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 针 对所述表面形状相近的同类结构， 可事先构建其声辐射与结构表面法向振动速度的关系。 7.根据权利要求5所述的连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 所 述步骤S2中可以得到不同工况下的声辐射效率， 取所有工况声辐射效率的均值作为式中的 声辐射效率函数， 再根据步骤S2得到的最小声压级确定参考能量值， 使ANVL与声压级相差 不大， 最后将各工况的表面节点法向振动速度， 代入式 中， 得到不同工况 下结构的ANVL 值。 8.根据权利要求7所述的连续弹性体结构声辐射大小的快速评估方法， 其特征在于： 针 对所述结构表面形状类似的同类结构， 可利用A计权总声压级 ‑ANVL线性相关关系， 通过计 算给定工况下的ANVL 值， 直接给 出其辐射声压级的估计或评价， 包括以下步骤： S01、 计算给定 工况下的结构振动响应； S02、 选择同类结构， 获得其声辐射效率曲线和A计权总声压级 ‑ANVL线性相关 关系； S03、 计算给定 工况下的结构ANVL 值； S04、 依据该类结构A计权总声压级 ‑ANVL线性相关关系和计算的ANVL值， 进行给定工况 下的结构声辐射估计或评价。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115114820 A 2一种连续弹性体结构振动声辐射大小的快速估计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及机械工程领域， 具体涉及一种连续弹性体结构振动声辐射大小的快速 估计方法。 背景技术 [0002]机械结构振动推动周围空气振动， 人耳对空气振动的感受便是声音。 通常， 将结构 表面振动响应作为Helmholtz方程的边界条件， 求解该方程便可得到结构声辐射在 空间任 意点的声场响应， 常用的声场数值求解算法有声场有限元法和边界元法两种， 现有商用软 件(如Vir tual.Lab)可以基于这些算法对 任意复杂机 械结构的声场响应进行仿真计算。 [0003]但是， 对大型机械结构系统(如车身)进行声场仿真计算时， 声学网格较多， 求解非 常耗时。 本发明提供了一种可以利用结构振动响应量直接估计结构声辐射在空间任意点的 A计权总声压级的方法， 避免了求 解声场波动方程， 可有效提高声场响应量的估计效率。 发明内容 [0004]本发明意在 提供一种连续弹性体结构振动声辐射大小的快速估计方法， 以解决求 解声场波动方程 耗时长， 声场响应量的估计效率低的问题。 [0005]为了达到上述目的， 本发明的基础方案如下： 一种连续弹性体结构振动声辐射大 小的快速估计方法， 基于结构有限元模型表面节点的法向振动速度提出了振动特 征量。 [0006]本发明原理以及有益效果： 利用振动特征量直接估计结构声辐射在空间任意点的 A计权总声压级的方法， 避免了求解声场波动方程， 可有效提高声场响应量的估计效率。 本 发明主要基于 以下基本事实， 一是任何结构的声辐射效率特性主要取决于结构的表面形 状； 二是在特定的工程领域， 许多产品往往具有十分类似的表面形状， 譬如汽车的车门、 仪 表总成等部件， 虽然不同产品的结构细节可能不同， 但其外形往往是十分接近的。 因此， 针 对表面形状相 近的同类结构， 它们 具有相近的声辐 射效率特性， 从而可以事先构建其声辐 射与结构表面法向振动速度的关系， 于是这类结构在不同动态环境下的声辐射分析或评价 就可直接依赖其振动响应分析 结果， 而不必再计算声场响应， 可 大大节省工程研发时间。 [0007]进一步， 振动特 征量是结构表面平均法向振动速度级ANVL， 其具体表达式如下： [0008] [0009]其中， T是结构振动响应历程 的时间长度， k是结构表面节点总数， Wref是用于变量 归一化处理的参考能量， Vj是结构表面第j个节点的法向振动速度幅值谱； η(f)是结构的声 辐射效率， 是声辐射频率f的函数。 [0010]本发明原理以及有益效果： 针对任意连续弹性体， 只要事先构建ANVL与空间参考 点声压级之间的线性拟合表达式， 都可通过振动特征量ANVL对任意工况下结构声辐射的A 计权总声压级 进行快速估计。说　明　书 1/6 页 3 CN 115114820 A 3