平板結構聲輻射效率測試實驗方案組長：楊倩妮組員：郭振魯、黃方文、伊帕爾?古麗―、實驗目的聲輻射效率是反應結構輻射能力的一個重要指標，在噪聲控制工程中，為了衡量結構的聲輻射能力，往往需要知道其聲輻射效率。本實驗的目的是通過實驗測量的方法測得平板結構的聲輻射效率。二、實驗原理輻射效率:(2.1)輻射效率:(2.1)c=—radpcS<U2>0式中，W表示結構輻射的聲功率，＜u2＞表示振源表面振動速度平方的時間平均值，S為振動結構表面輻射面積，pc為空氣的特性阻抗。0TOC\o"1-5"\h\z「亠 W/W W 、對式1.1變形，G= ref - ref (2.2)pc(S/S)[<u2>/<u2>]S<u2>0 ref ref ref ref對式1.2取十倍對數，有W S <u2> W10lgc二10lg一-10lg一-10lg +10lg ref (2.3)W S <u2> pcS<u2>ref ref ref 0ref ref當取S=1m2,W=1x10-12w,u=1x10-9m/s時，上式即為：ref refTOC\o"1-5"\h\z10lgc=L-10lgS-L-10lgpc+60 (2.4)W v 0其中，L為振動輻射的聲功率級，L為振動速度級。\o"CurrentDocument"W v三、實驗儀器A米尺A聲強探頭AB&K聲學測量軟件平臺APULSE噪聲振動測試系統AB&K3560C前端A計算機A譜分析軟件VS302USBAMATLAB7.0A 噪聲信號發生器ZN1681A 功率放大器GF-10A激振器JZ-2AA 加速度傳感器YD5A 電荷放大器SD-6AA通用計算機P41.7/256A 試件支架AMicrophone輸入線根據式1.4,測得振動輻射的聲功率級L和振動速度級L，并測量計算出振動結W v構的輻射表面積S，即測得輻射效率b。1?測量聲功率級LW傳統的聲壓法測量聲功率是在聲源的遠場測得整個結構的聲功率平均值，不易得到局部的聲輻射效率。采用聲強法測量可以排除相鄰聲源的干擾而測量出結構局部的聲功率。使用掃描法可以快速簡便地測得我們所需的聲功率級。(測量標準使用(GB/T16404.2—1999)如果被測聲源的形狀如一展開的板或殼形振動面，則測量面元與聲源表面的平均距離不應小于200mm。在選定的測量面的每個面元上，沿著規定的路線連續移動聲強探頭，進行掃描操作時，應準確遵循規定的掃描路線，探頭軸線始終保持與測量面垂直、探頭移動速度要均勻。根據下列公式計算每個測量面元每個頻帶的局部聲功率：W二I-S (3.1.1)iniiI二[I(1)+1(2)]/2 (3.1.2)ni ni ni式中，W——第i個面源的局部功率iI——第i個面源上測量的面源平均法向分量聲強的平均值niS——第i個測量面源面積i

niI(1),I(2)——第i個面源上兩次掃描測得的Inini ni按下式計算每個頻帶的噪聲源聲功率級：L二10lgWWL二10lgWW1=1 ref(3.1.3)式中，Wi第i個面源的局部功率N 測量的面源數量參考聲功率2?測振動速度級LvA測量系統如下:功率放大

器電荷放大

器試A測量系統如下:功率放大

器電荷放大

器試加速度激勵條件：激振方式通常可以分為穩態正弦激振、隨機激振和瞬態激振三種。穩態正弦激振是最普遍的激振方法，它是借助激振設備對被測對象施加一個頻率可控的簡諧激振力。其優點是激振功率大，信噪比高，能保證響應測試的精度。為了測得整個頻率范圍內的頻率響應，必須用多個頻率進行試驗以得到系統的響應數據。瞬態激振為對被測對象施加一個瞬態變化的力，是一種寬帶激勵方法。可以快速測試出被測對象的頻率特性。隨機激振是一種寬帶激振，一般用白噪聲或偽隨機信號為激勵信號。可以利用分析儀器對正在運行中的被測對象作“在線”分析。因為平板的振動是多階振動的合成，故對平板的聲輻射效率進行測量就要對各階頻率的聲輻射效率進行測量分析。并且測量要保持相當的精度。所以應使用穩態正弦激振，且在規定的頻率范圍內，按1/3倍頻程分別對每個中心頻率所對應的的振動速度級進行測量。最終測得：按1/3倍頻程給出的聲功率級L按1/3倍頻程給出的振動速度級WL平板的面積S代入式（2.4）即可求得1/3倍頻程的平板聲輻射效率 /v rad五、注意事項測量聲功率級時，應使聲強探頭移動速度控制在0.1?0.5m/s范圍內，最大極限速度為3m/s，以減少其測量誤差。掃描測量時，要保持探頭在一個水平面上，且由于聲強具有方向性，所以應保持探頭方向一致。在掃描各個測量面的過程中，不要碰撞聲源連線，保證聲源穩