最新文章低频振动对驾乘舒适性的影响一直是NVH领域的研究重点之一,本文采用有限元建模方法预测和分析不同激励环境下的人体‑座椅系统振动传递特性,通过构建人体、座椅有限元模型以及根据两者的接触属性建立人体‑座椅整体有限元简化模型,并分别结合坐垫及靠背处静态体压分布试验数据和垂向激励下的座椅频响函数试验结果校核模型参数。结果表明,校核后的整体系统有限元模型在水平前后向激励下预测的座椅频响函数与试验数据吻合度较好,但在共振频率处的响应幅值存在偏差。同时,模型预测得出的座椅频响函数共振频率随激励幅值增加而降低,且与试验测试结果变化趋势基本一致,所构建的模型能够较为准确地反映不同工况下的人体‑座椅系统振动响应,可为座椅优化设计提供有益参考。
用于车内多阶次噪声调制的指令‑参考滤波最小均方(command‑FxLMS)算法,在指令信号和干扰信号具有相位差时,会出现不必要的高输出增益。针对此问题,根据改进的差分相位调制指令‑参考滤波最小均方(DPSC‑FxLMS)算法搭建了多阶次噪声主动声音分析系统,通过调节指令信号的相位使其与干扰信号保持同相,以减小相同控制效果下的控制信号输出。使用上述系统进行了稳态多阶次噪声调制仿真分析,并与指令‑参考滤波最小均方算法进行对比,以验证算法的控制效果。仿真结果表明,在指令信号与干扰信号同相时,两种算法的控制效果和控制输出一致;在指令信号与干扰信号异相时,差分相位调制指令‑参考滤波最小均方算法能够使用较小的控制信号输出来实现与指令‑参考滤波最小均方算法相同的控制效果。进一步地,使用实测的车内多阶次噪声信号进行了上述算法的多阶次噪声调制仿真,仿真结果验证了所提算法在实际车内应用的可行性。
本文提出了一种基于满意度的产品声品质分级与限值评定方法,以便产品制造商、产品质量鉴定机构、消费者等各利益相关方进行产品噪声水平的定量评价。通过主观评价试验和问卷调查,获取产品噪声声品质指数与满意度之间的关系,在综合考虑行业当前生产水平、承受能力以及消费者利益等多方面因素之后,进行声品质分级与限值评定。将该方法应用于家用电器及船舶领域,进行产品噪声声品质分级与限值评定,验证了所提方法的有效性与适用性。另外,讨论了该方法应用于不同领域和场景时的特点及需注意的问题。
风扇作为广泛应用于各个行业的零部件,其噪声问题一直受到人们的重视。其中,在噪声能量相对较小的设备和系统中,风扇异响是引起投诉的重要因素。以存在不同程度异响的便携式计算机风扇为例,研究了风扇异响的严重程度与声品质中主要心理声学参数之间的相关性,并建立异响的主观评分同客观参数之间的线性回归模型。结果表明,响度、尖锐度、突出比、音调度峰值频率影响异响的主观感受,包含响度和突出比的多元线性模型能够较好地评价异响的主观严重程度。
针对体积型多孔材料低频吸声性能不佳的问题,本文基于Johnson‑Champoux‑Allard (JCA)模型和超薄多孔材料声阻抗模型,以无纺布和三聚氰胺吸音棉为例,利用传递矩阵法建立了柔性超薄多孔材料和体积型吸音棉复合吸声结构的吸声系数理论模型,并通过试验验证了该模型的准确性,最后采用粒子群优化算法对复合结构进行了参数优化。分析结果表明,与传统体积型吸音棉相比,在其表面添加一层无纺布能够显著提高低频吸声性能。本文的研究结果为超薄多孔材料与体积型多孔材料组成的复合吸声结构的吸声性能计算、分析与优化提供了理论依据,也为在不改变吸声体厚度的情况下提高低频吸声性能提供了一种有效方法。
为探寻坐姿体压分布与生物力学载荷之间的关联性,以体压信息为指导,提出了一种人体生物力学建模人‑椅接触面的设置方案。将人体与座椅之间的接触通过一定数量接触点进行模拟,基于体压分布试验数据,将体压云图各分区平均压力的相对大小作为相对接触强度。通过对比发现,平均接触强度设置为200~600之间,能够提高求解精度并兼顾真实的肌肉激活效果。同时对不同数量接触点的方案进行了讨论,综合来看,选择设置8个接触点较为合理。经过与文献中的试验测量数据进行对比分析,表明基于体压分布设置人椅生物力学模型的接触方案能准确反映肌肉激活度、关节力等生物力学指标。基于接触方案设置比较了硬木板和泡沫坐垫下的肌肉激活度和关节力,从生物力学的角度解释了泡沫座椅更舒适的原因。
人工神经网络(ANN)已初步应用于研究人体视在质量的响应预测,但在评估人‑椅耦合系统的振动传递特性方面尚需进一步量化研究。本文以低频振动激励下的人‑椅系统振动试验为基础,寻求构建一种基于响应面法优化的反向传播人工神经网络模型(RSM‑BP‑ANN),以人员年龄、身高、坐高、膝盖高度、臀膝长度、体重、性别、BMI,以及坐垫处泡沫厚度、频率作为输入特征,探究优化后的人工神经网络模型对座椅频响函数的预测性能。基于超参数之间的交互影响建立模型超参数与预测性能指标的映射关系,优化并获取最佳超参数组合。结果显示,随着坐垫处泡沫厚度的增加,垂向同轴和水平前后向正交轴座椅频响函数的共振频率显著降低。BP‑ANN模型在建立人体体征参数、座椅结构特征与人‑椅系统振动传递特性的非线性关系方面表现出良好性能。与BP‑ANN模型相比,经过超参数优化的RSM‑BP‑ANN模型在预测垂向同轴和水平前后向正交轴座椅频响函数时的误差分别降低了25%与18%。因此,经过响应面法优化后的反向传播人工神经网络模型可以更准确地预测座椅频响函数,为快速有效地分析人‑椅系统振动传递特性提供了思路。
人体对一种刺激的感知可能会因另一种刺激的出现而产生变化,这就导致相继作用于人体的振动之间可能存在掩蔽效应,掩蔽效应是否显著与诸多影响因素有关。本研究设计并开展了坐姿人体振动试验,探究人体承受振动过程中时域掩蔽效应的影响因素对振动舒适性的影响。设计变量包括:掩蔽振动的强度(3个水平)、振动间隔(4个水平)以及掩蔽顺序(前向和后向)。试验结果表明:在承受全身振动时,这些因素确实对总体舒适性产生影响;从前向掩蔽和后向掩蔽的作用效果看,后向掩蔽导致的人体振动不舒适感更强;随着振动时间间隔的增加和掩蔽信号强度的下降,掩蔽效应对人体不舒适感的影响逐渐减弱。可以发现,在频域计权外,振动幅值的时域特征也对人体振动不舒适感评价产生不可忽视的影响,基于客观指标的舒适性预测应当考虑更多影响因素。
高速列车的舒适性评价对于改进高铁结构设计、提高乘客乘坐满意度具有重要意义。本文尝试应用欧洲标准EN 12299:2009对中国高铁的长时和瞬态乘坐舒适性进行评价,并探讨该标准的适用性。基于一款高速综合检测列车,开展了振动舒适性的客观测试与主观评价。简要介绍了EN 12299:2009标准推荐的平均舒适性评价指标和离散事件舒适性评价指标,并将二者分别用于高铁长时和瞬态舒适性评价。针对主观感受不同的三种路段,基于实测振动加速度数据,分别计算了长时和瞬态舒适性评价指标,据此对高铁乘坐舒适性与轨道质量进行分析。结合主观评价结果,对对应指标的适用性进行分析,并提出改进建议。
本文基于群智感知搜集的真实环境中的振动舒适度大规模数据集,利用最大信息系数分析限值与影响因素的相关性,找到关键因素(振动峰值比、人身体质量指数、年龄和楼层);给出振动限值与关键因素参量的拟合关系;通过正态分布验证振动限值真实值与拟合值残差呈正态分布,给出相应的95%置信区间。并提出一种关键因素值已知时基于概率的振动舒适度预测模型。