雷諾D49 1977B分佈式區域纖維和蜂窩材料的吸聲性能

雷諾D49 1977B分佈式區域纖維和蜂窩材料的吸聲性能

由法國雷諾汽車公司製定的「雷諾D49 1977B 分佈式場纖維和蜂窩材料吸聲性能」標準中描述的測試方法,旨在確定吸聲材料板的漫射場吸聲係數。該標準還允許在特定條件下測量異形部件(例如引擎室、內裝吸聲器)的吸聲性能。

雷諾D49 1977B分佈式區域纖維和蜂窩材料的吸聲性能

本標準適用於非大面積材料,例如毛氈、棉絮、繡在棉絮上的複雜紡織品以及表面平整平行的聚氨酯或聚乙烯泡棉。

原則上,測量是在一個容積為 6,44 立方公尺的微型混響室中進行的,聲場在該混響室中傳播。在混響室中產生一個音訊訊號,並使用工作頻率範圍為 400 Hz 至 10.000 Hz 的麥克風測量殘響時間。殘響時間是指在刺激停止後,聲級下降 60 分貝所需的時間。

吸收功率是透過兩次混響時間測量得到的:

  • TR0 是在空艙狀態下測量的。
  • TR 按板或零件測量。

對於板材而言,材料的吸收能力以其吸收係數表示。對於零件而言,修正後的等效吸收表面積適用;吸收係數也可以透過表面積來表示。

就本標準而言,吸收係數是指吸收的聲功率與入射聲功率之比。所示的修正等效吸收面對應於與被測部件具有相同吸收能力的完全吸收面(吸收係數 = 100%)。

測試中使用的殘響室由焊接在鋼管結構上的阻尼鋼板構成。其牆壁設計具有極高的隔聲性能,從而在整個測量範圍內實現了極低的背景噪音。牆壁的不對稱性以及附著在其上的一系列反射器共同創造了漫射聲場。混響室的整體尺寸為 3170 mm x 2290 mm x 2030 mm,容積為 6,44 m³,內部表面積為 22,2 m²,空重為 1900 kg,被測部件的尺寸範圍從最小 0,8 m² 到最大 2,4 m²。

測試箱的溫度設定為攝氏22度±3度,相對濕度設定為60%±10%。測試前,板材和零件必須在空調箱內進行24小時的預處理。

每次測量系列開始前:

  • 監測腔室內的溫度和相對濕度;濕度過高會對高頻測量的品質產生負面影響。
  • 清潔音箱是因為面板上的灰塵和纖維會改變殘響時間。
  • 麥克風的原始位置必須正確,也就是說,麥克風臂應該與音箱的縱軸對齊,麥克風應該朝向音箱門。
  • 每六個月:
  • 箱體必須密封良好:門處的密封品質確保不會漏音,揚聲器在 1.000 赫茲時產生的聲級約為 110 分貝。
  • 麥克風應使用校準器進行清潔和校準:由於麥克風處於水平位置,灰塵很容易落在振膜上,從而改變其響應。

在汽車產業,噪音、振動和不平順性是製造商致力於提升車輛舒適性和安全性的關鍵關注領域。雷諾D49 1977B標準著重關注車輛內裝和外裝中使用的多孔材料的聲學性能。

分散場是指一種受控的聲學環境,其中聲波均勻分佈,模擬車輛座艙內的殘響條件。與自由場測試相比,這種設定使研究人員能夠更精確地測量吸收係數,從而為實際應用提供實用見解。

引擎噪音、路噪和風噪會傳入車廂,導致駕駛疲勞,降低其生活品質。傳統的隔音屏障,例如金屬板和玻璃,阻尼效果有限,尤其是在中高頻範圍內。纖維材料(例如玻璃棉、毛氈)和多孔泡棉材料(如聚氨酯、聚乙烯)已成為極具潛力的吸聲材料。這些多孔結構透過其內部的摩擦和黏性損耗來耗散聲音能量。

本標準下測試的材料包括:

  • 纖維類型:礦物棉(密度 20-100 kg/m3)、合成氈和針刺不織布。
  • 泡沫類型:開孔聚氨酯泡沫(孔隙率超過 90%)、閉孔聚乙烯泡沫和膨脹聚苯乙烯泡沫。
  • 樣本被製成平板(通常為 1-5 公分厚),並安裝在剛性背板上,以隔離固有吸收。

吸收係數是利用脈衝響應法推導出來的,該方法是對先前廣泛使用的穩態正弦波技術的改進。此方法發射寬頻脈衝(例如,透過發令槍或電子爆破),並測量有無樣品時腔室的衰減率。隨機事件吸收公式已包含在標準中。

測試在攝氏20-25度的溫度和50-60%的濕度條件下進行,頻率範圍為100赫茲至5000赫茲,頻帶間隔為三分之一倍頻程。採用封閉式安裝框架最大限度地減少邊緣衍射,並進行多次重複測試以確保統計可靠性(每種條件下5次)。這種嚴謹的方法與僅測量正常現象且往往高估實際性能的簡單管式測試方法形成鮮明對比。

這些測試對汽車設計的影響如下:

  • 雷諾 12/14 內裝:車頂內襯採用多層毛氈,在 1000 Hz 時可降低 5-7 分貝的座艙噪音。
  • 原型創新:將纖維基底與蜂巢塗層結合的混合面板優化了寬頻吸收,影響了後續型號。
  • 超越雷諾:此數據確立了多孔吸收體的 ISO 10534 標準,激勵了競爭對手。

總之,雷諾D49 1977B標準仍然是一項開創性的研究,它將吸聲領域的理論與實踐相結合。該標準強調漫射面積的測量,為工程師提供了控制車輛噪音的工具,為如今極其安靜的電動車鋪平了道路。展望未來,這些原則將繼續應用於可持續的替代材料,例如再生PET氈和生物泡沫。

多年來,憑藉我們經驗豐富的專業團隊,我們始終專注於客戶需求,提供先進的測試服務,並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下,我們還根據「Renault D49 1977B 分佈式纖維和蜂窩材料吸聲性能」標準,為企業提供測試服務。

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