天天快看：史上最全的NVH分析计算公式汇总！

（一）：相关标准及公式

重要单位：

(资料图片)

1N/m=1kg/s2

1r/min=1/60HZ

标准大气压 1.013*105

空气密度

基准声压级 Po=10*10^5

基准振动加速度 10-6m/s^2

1Mpa=1000000N/m^2

倍频程测量范围: 中心频率两侧70.7%带宽;1/3倍频程测量范围: 中心频率两侧23.16%带宽

1、基本公式

声速：

声压与声强的关系：

其中v=wA ,单位：W/m^2。

声能密度和声压的关系，由于声级密度：

则

质点振动的速度振幅《环境影响噪声控制工程—洪宗辉P11》：

A计权响应与频率的关系见下表

等效连续A声级

△ti第i个A声级所占用的时间

昼夜（22：00～7：00为晚上）等效声级：

本底值：

如果有N个相同声音叠加，则总声压级为：

如果有多个声音叠加：

声压级减法：

背景噪声(振动)修正值

2、声音衰减

(1) 点声源

常温时球面声波扩散的表达式：

半径分别为r1和r2两点的扩散声压级差：

自由空间：

半自由空间：

(2) 线声源

声压级：

半径分别为r1和r2两点的扩散声压级差：

(3) 有限长线声源

如果测得在r0处的声压级为Lp(r0)，设线声源长为l0，那么距r处的声压：

当 r＞l0且r0＞l0时，可近似简化为：

即在有限长线声源的远场，有限长线声源可当作点声源处理。

当r＜l0/3且r0＜l0/3时，可近似简化为：

即在有限长线声源的近场，有限长线声源可当作线声源处理。

当l0/3＜r＜l0且l0/3＜ r0＜l0时，可近似简化为：

(4) 面声源

b>a 预测点和面声源中心距离衰减：

(5)室内外

TL：窗户的隔声量，DB；NR：室内和室外的声级差，或称插入损失，DB。

LP：室内围护结构处的倍频带声压级，N声源总数，i倍频带。

其中S为透声面积。

（二）：吸声降噪

1. 吸声实验及吸声降噪

房间的总吸声量：

房间的平均吸声系数：

降噪系数：

吸声量：

驻波管：

对于圆形管道，上限频率：

其中：D为管道截面直径，单位：m

对于矩形管道，上限频率：

其中：l1为管道最大尺寸边长，单位：m

下限频率：

其中：l为管道长度，单位：m

房间总的吸声量：

当吸收系数：

时，可用赛宾公式：

而当

时，用艾润公式：

此公式适用于频率小于1000Hz，如果频率大于1000 Hz，需考虑空气的吸收，赛宾—努特生：

艾润公式—努特生：

空气吸声系数4m。

房间系数：

式中 (扁平房间6db/距离加倍，降噪量 3.3+2.7x分贝)。

假设房间处理前后的吸声系数为α1和α2，可得吸声处理前后室内声压差：

α远小于 1的时候，可以作简单计算时可用下式计算：

临界范围内，声压级表示：

临界半径：

扁平房间：

α平顶吸声系数；距离r小于半高度h/2时，声场仍由直达声决定， 距离加倍，声压级降低6DB；距离大于h/2，小于8h时，近似值为3.3+2.7α 。

2. 共振吸收结构

(1). 薄膜与薄板

共振频率:

Ρ0为空气密度，kg/m3; M0为膜的面密度，kg/m2。

(2). 穿孔板共振吸声结构

a. 单腔共振器的共振频率

其中：S为孔颈开口面积，m2;V为空腔容积，m3;t孔颈深度，m; δ修正值，对于圆形

b. 穿孔板共振吸声结构

则

其中：D为板后空气厚度，m;P为穿孔率(穿孔率小于20%)，圆孔正方形排列

圆孔等边三角形排列：

狭缝平行排列P=d/B，d为孔径或缝宽，B为孔(缝)中心距。

当穿孔板用于吊顶时，背后空气层很大，其共振频率可用下式进行计算：

由于空气层厚度大，在低频将出现共振吸取，若在板后设多孔材料会使中、高频也有良好的吸收。《噪声与振动控制工程手册》

微穿孔版，孔径<1mm,穿孔率<5%，空腔5-20cm;频带宽。

c. 帘幕

设帘幕距刚性壁的距离为L，吸收峰频率

式中：L空气层厚度，m;n正整数

（三）：隔声的计算

1. 计权隔声量测量

试验样品的隔声量：

式中：L1发声室中的平均声压级；L2接收室的平均声压级；S0试验样品的面积，m^2；α接收室的平均吸声系数；S接收室的总内表面积，m^2。

2. 单层壁的隔声

(1) 质量定律

声波垂直入射到单层壁上的隔声量(对应10LG(1/t))实际隔声量要加上5DB。

其前提是声源频率大于共振频率：

式中：m壁的面密度，kg/m^2；f波频率，Hz。

实际隔声量可用经验公式：

对于工程上经常关心的频率范围为100～3150Hz的平均隔声量：

而在洪宗辉的《环境噪声控制工程》中：

(2) 吻合效应

产生吻合效应条件：

式中：h为板厚，m。

产生吻合效应的最低效率，称为临界频率，其计算公式为：

而在洪宗辉的《环境噪声控制工程》中有：

式中：ρ构件材料的密度(注意不是面密度)，kg/m^3，E构件材料的静态弹性模量，N/m^2；h板的厚度，m；M板的面密度，kg/m^2，B板的劲度为：

3. 双层壁的隔声

双层壁作为整体振动系统的共振频率：

式中：d为空气层厚m，kg/m^2；ρ空气密度。

式中：E为填充材料的弹性系数，d应该为填充发泡材料的厚度。

双层壁的隔声量：

ρc/πM＜f＜f0时，R=20lgMf-42.5，M=m1+m2；

f0＜f＜c/2πd时，R=R1+R2+20lg2kd，其中波数k=2π/λ ；

f＞c/2πd时，R=R1+R2+6；

f＞c/4d，且空气层内有吸声材料时，在《环境工程手册-环境噪声控制卷》中有：

式中：Sw单片墙的面积，m^2；两板之间空气层内的吸声量，m^2。

袁昌明的《噪声与振动控制技术》中有高阶共振频率：

式中：n为常数；d空气层厚度，m。

4. 组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响

平均透射系数及平均隔声量：

当结构的隔声量很大和S0/SC << 1 时，结构的实际隔声值为：

5. 隔声罩

罩内外声压级差：

式中：A为室内吸声量，S为罩内表面积。

室内罩外的插入损失（均为罩内值）：

隔声罩透声很小时，隔声插入损失近似IL=R+101gα。

6. 隔声间

式中：

(1) 隔声间隔声量计算

罩内外声压级差：

式中：A为室内吸声量，S为罩内表面积。

室内罩外的插入损失(均为罩内值)：

(2) 多层复合隔声门的计算也叫室内消声器

《噪声与振动控制工程手册》中有声闸隔声效果：

式中：S门斗内表面面积，m^2；α门斗内平均吸声系数；A门斗内吸声量；d两门中心距离，m；Ø两门中心连线与门的法线的夹角。

7. 隔声窗

窗的隔声量：

式中：S为窗的面积，m^2；A为室内吸声量，m^2；L1、L2室内外声级。

8. 声屏障

(1) 隔声计算方法二

以下来自《环境工程手册-环境噪声控制卷》

式中：Ps衍射声场的有效声压，Pd直达声场的有效声压：

式中：di声程差，m；λ波长，m。

N=0：5db，一般8-12，不超过15。

(2) 室内隔声计算方法一

以下来自《噪声与振动控制工程手册》

式中声波的衍射系数为：

式中：δ为声程差(有三个方向)。

9. 管道隔声量

自鸣频率：

式中：CL为纵波传播速度，自鸣频率以上按质量定律算。

管道包扎的共振频率：

Ms不透气隔声材料的面密度kg/m^2；D柔软吸声材料的厚度m。

（四）：消声降

1. 管道

(1) 阻性消声器-彼洛夫公式：

式中：P为消声器通道断面周长，l为消声器有效长度；S为消声器通道横截面积，α0为法向吸声系数，满足：

(2) 上限失效频率

上限失效频率(高频失效频率)：

式中：D为消声器通道的当量直径，其中圆形管道取直径，矩形管道取边长平均值：

其他可取面积的开方值。

频率高于上限失效频率时，有：

式中：△L为高于失效频率的消声量，△L\\\"为失效频率处的消声量，n为高于陪频程的频带数。

幕帘距离刚性壁：

式中：l为空气层厚度。

(3) 管道排气消声

●排空放气消声器：

式中：S为喷口面积，v为喷口流速。

离喷口1m处的排气噪声：

式中：R为喷口内驻压与环境大气压力之比值，D喷口直径。

●节流减压

●小孔喷注

当小孔喷口处和原喷口处流速均为声速时有：

式中：d为小孔直径，当d<1mm时，△LA=27.5-30lgd。

管道内的声场条件：

式中：为H风管内全压。

(4) 管道压损、气流再生噪声

●压力损失为：

阻力系数表示为：

△p为全压损失值，表示为：

●气流再生噪声为：

式中a的取值：管式取-5~-10，片式取-5~5，阻抗复合取5~15，折板式取15~20。v为气流流速，S为气流通道面积。

式中：△L为气流速度为v时的消声量，△L0为静态条件下的消声量，M(马赫数)=v/c。

2. 扩张室消声器

(1) 有关计算

由

可得：

相应的最大消声频率为：

最大消声量为：

因此，一节扩张室消声器的长度为：

若：

则kl=nπ，此时，DTL=0，其频率为：

当m大于5时，可近似地取DTL=20*lg(m^-6)，其中m为面积比值。

上表见《噪声与振动控制工程手册》

(2) 截止频率

扩张室上限截止频率为：

式中：D为扩张室直径。

扩张室下限截止频率：通常取

其中f0(共振频率)为有效消声的下限频率。

式中：S为连接管的截面积，m^2；l1为连接管长度，m；V为扩张室容积，m^3。

3. 共振腔式消声器

(1) 共振频率及消声量

共振式消声器频率选择性较强，即仅在低频或中频的某一较宽的频率范围内具有较好的消声效果，共振腔式消声器共振频率为：

式中：S0为孔径的截面积，t内管厚度/全面积

通常把传导率定义为：

式中：d为小孔直径，t为小孔长度。

其中：

式中：S为气流通道的截面积(和上面的S0不一样，计算时要注意)。

对于倍频带，其消声量为：

对于1/3倍频带，其消声量为：

(2)　共振腔容积及传导率

共振腔容积为：

传导率为：

对于穿孔板(或穿孔管)来说，传导率G可以进行估算，如下：

式中：n为孔数，S1z为每个穿孔截面积，d为小孔直径。

穿孔板：

穿孔板用于吊顶时，则有：

式中：P为穿孔面积。

标签： 共振频率 吸声系数 控制工程