包装板数据后处理

首先利用软件计算到光板的FE子系统的输入功 率和SIF的人射功率,然后再计算施加了两种声学包装
从图中可以发现,在机械激励下,两种声学包装的 中频段插入损失,模型预测结果和测试结果在趋势上 较为相符。误差基本在3 dB以内,是工程可以接受的 误差范围,FB声学包的预测精度比SB的预测精度要 差,并且FB声学包误差在500 Hz以后有增大的趋势。 在仿真模型中,声学包装的插人损失低谷在315 Hz,而 测试的结果在分别在200 Hz和250 Hz。原因可能是安 装误差使测试的模型边界条件并不是准确的简支边界 条件,造成了测试和仿真构件动态特性的差别。
 
FB声学包与SB声学包的插人损失在100 ~ 315 Hz频段上有明显差别,后者比前者要高;在200 Hz时 SB的插入损失达到最大值,而FB则基本上在125 ~ 160处有着最大的插入损失。两者的插入损失低谷也 不同,对于FB而言,插人损失的低谷值依然为正值,而 SB在250 ~ 315 Hz频段上的插人损失为负值。究其原 因,SB声学包的外层质量覆盖层-夹心层-基板板件 组成了双层隔声结构,第一个隔声低谷出现在“双层板 共振频率”处,频率一般在300 ~ 500 Hz[1°],当夹心层 由空气变成柔性介质时,频率点还要降低15%。而FB 的声学包都是细声性能较好的轻质材料,不符合双层
 
隔声结构的特征。
 
上述结果表明,利用混合FE - SEA模型预测声学 包装在中频段的插人损失的精度是满足工程要求的。 利用该模型,对声学包装的夹心层厚度、夹心层流阻 率、背后空气层厚度及板件材料属性等参数对插入损 失的影响进行研究,得出有意义的结论,为声学包装的 优化设计提供有指导性的意见。
 
3参数改变对插入损失的影响
 
3.1夹心层厚度的影响
 
为了研究夹心层厚度对两种声学包装插入损失的 影响,将夹心层的厚度从5 -30 mm范围内改变,改变 步长为5 mm,计算结果如图5所示:
图5厚度变化时的插人损失计算结果 Fig. 5 IL results from variant core thickness
 
由图5(a)可以看出,夹心层厚度对FB声学包的 插入损失在100~250 Hz频带上有显著影响。随着厚 度的增加,插人损失随之增加,当由5 mm至10 mm时, 增加幅度最大,但随着厚度的继续增加,带来的益处也 在减小。考虑到成本的限制,10 ~ 15 mm的夹心层厚 度比较合适。
 
由图5(b)可以看出,夹心层厚度对SB声学包的 插入损失在100 - 400 Hz频带上有显著影响,且变化规 律较为复杂。当从5 mm变化至20 mm时,100 ~ 200 Hz频段的插人损失还是随着厚度的增加而增加的,但 当厚度变为25 -30 mm时,插入损失在125 Hz处迅速 下降。且随着厚度的增加,声学包装的隔声峰值频率 点也有后移的趋势。从图上还可以看出,夹心层厚度 对声学包装的插人损失低谷却没有影响,但是低谷处 插入损失的幅值却随着厚度的增加而下降。
不同的夹心层厚度带给两种声学包装不同的插人 损失变化规律,这主要还是由于两种声学包装覆盖层 的不同所造成。由于所关注的是机械激励下的插人损 失,决定这种插入损失的是包括了基板板件和声学包 装在内的结构整体模态特性。夹心层厚度的变化使整 体厚度发生改变。对于FB声学包,由于泡沫材料是轻 质材料,声学包对系统的模态特性影响较小,夹心层厚 度变化不会对整体模态特性带来显著影响,只是增加 夹心层的总声流阻,所以插入损失的变化只是幅值的 改变,而不牵涉到峰谷值频率特性的改变。SB声学包 就截然不同,由于覆盖层对声学包装而言是均匀质量 层,面密度达到4 kg • m_2,对板件系统的模态特性有 着关键性的影响。当夹心层厚度变化时,系统的整体 厚度发生改变,不仅夹心层的总流阻发生改变,模态特 性也发生了变化。同时,SB声学包的质量覆盖层与板 件及夹心层组成了双层隔声结构,夹心层厚度的变化 造成了构件“双层板共振”频率的改变,所以此时插入 损失的改变不仅仅是幅值的变化,还牵涉到隔声低谷 和峰值频率点的移动。
 
通过上述分析可以发现,夹心层厚度变化可以具 有轻质覆盖层的FB声学包的插入损失带来影响,但只 是在100 - 250 Hz的频段内带来幅值上的变化,且变化 量在1 ~ 3 dB之间,插人损失的峰谷值频率特性却变化 不大。而对于面密度较大质量覆盖层的SB声学包装 而言,夹心层厚度的变化对插入损失的影响不仅仅是 数值上的改变,峰谷值频率特性也得到了很大的改变。 究其原因,对机械激励下对声学包装插入损失峰谷值 频率特性影响最大的,是包括基板板件和声学包装在 内的构件整体模态特性,哪个参数对整体模态特性影 响最大,插人损失的峰谷值频率特性对哪个参数就最 敏感。
 
3.2夹心层流阻率的影响
 
为了验证上述结论,再改变一个对整体模态特性 影响不大的参数:夹心层流阻率。令其从10 000 ~ 60 000 (N . s • m_4)之间变化,步长为10 000,研究两 种声学包插入损失的变化规律。计算结果如图6 所示:
 
图6表明,当夹心层的流阻率由10 000 - 60 000 (N • s • m_4)变化时,两种声学包装的插入损失只是 在幅值发生变化,峰谷值频率特性却不会发生改变。
 
虽然幅值上会发生改变,但SB声学包的插人损失 所受到的影响要小于FB声学包,其原因依然在于夹心 层的外部覆盖层。有研究表明,当声学包装的流阻为 空气特性阻抗的2 ~ 4倍,即流阻在800 ~ 1 600 (N • s • nT3)时
 
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