基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法技术

基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法属于轨道列车司机室内部吸声系数的测试方法领域，该方法首先建造足以容纳被测列车单节车厢的整车半消声室，并给出了具体的建造指标，还确切给出了用于在司机室内产生混响场激励的声源和三个传声器的具体位置的确定方法，以及给出了使车体壁板件所处的司机室车厢内部产生均匀的混响场激励的方法，并通过大量实验测试和经验总结，给出了求解整车半消声室环境下的列车车体壁板吸声系数的经验公式。本发明专利技术避免驻波管法和混响室法声波所存在的固有问题，并完全避免了制作专门的样件，节约了样件制作费用。对于列车本身无损害，并一次可以测试出列车关注区域的全部吸声系数，具有一定高效特征。

【技术实现步骤摘要】
基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法
本专利技术属于轨道列车司机室内部吸声系数的测试方法领域，具体涉及一种基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法。
技术介绍
随着现代轨道交通领域的发展，其车内噪声水平作为综合舒适度评价的重要指标已经受到越来越多的关注。车内噪声是指列车在行驶过程中司机室、客室内存在的各种噪声。如何最大限度地降低车内噪声水平、提高乘坐舒适性，是现代轨道列车产品开发和设计需要考虑的重要因素。采用具有优良吸声性能的内饰材料是改善车内噪声品质的重要措施。吸声系数是衡量内饰材料吸声性能的重要指标，采用合理有效的方法准确测定车内平均吸声系数是评价、分析、改进内饰声学性能的前提，对进一步降低车内噪声、改善车内声学环境具有重要意义。依据公知常识声波入射到材料表面时一部分被反射，一部分被吸收，因此被试材料的吸声系数的合理取值范围是0至1。目前针对材料吸声系数的成熟测量方法主要包括混响室法和驻波管法两种。混响室法测量的是无规则入射声波的吸声系数，其方法相对比较简单，但对实验样品面积要求较大，而且混响室测量吸声系数还有一些其它的问题。比如，不同的混响室对于同一种材料进行的吸声系数试验，其结果有时会出现偏差较大的现象，以至于测量结果没有横向对比性；又比如，材料吸声系数的大小，随着材料面积及其在室内位置、布置方式的变化而变化；某些强吸声材料测试中，其中高频段的吸声系数有可能出现数据结果大于1的情况，从而使实验数据失去意义。尽管现在的相关国家标准中对于混响室内吸声系数测量规定了一些统一的测试条件和方法步骤，但其并不足以保证以上几种问题完全被克服。此外，针对列车司机室这类体积巨大的空桶形结构，其混响室内通常仅能进行局部板件逐一采样的方法完成测试，混响室法所设定的先决条件决定了其无法对列车车体这类体积巨大的空筒型结构进行整体测试，因此，对其局部板件采样的方法测出来的材料吸声系数和该局部板件材料装在轨道列车后其司机室内部的吸声系数仍然存在很大的差异。驻波管法测量的是由法向入射的吸声系数，虽然实验中对样品面积的要求不是很大，开发成本较低，但测量过程中需要严密控制声源与吸声材料间的距离，人为操作会带来较大的误差。尤其重要的是驻波管法也仅能针对局部样件进行测试，且其所测量材料吸声系数和该局部板件材料装在轨道列车后其司机室内部的吸声系数仍然存在很大的差异。综上所述无论是混响室法还是驻波管法对于吸声系数的试验仅仅是针对于材料或者部件级别的，而这些材料或者部件安装在轨道列车后其司机室内部的吸声系数可能和材料或者部件单纯在实验室中进行的吸声系数试验结果差别较大，这样就失去了进行材料吸声系数试验的指导意义。假如不使用混响室或者驻波管，直接在轨道列车内部放置无指向声源，在轨道列车司机室内部形成一个混响场，这种方法可以直接测量出被测轨道列车司机室内部的吸声系数，但是测试结果受列车外部环境的影响较大，特别是列车外部背景噪声很大时，其测量结果与真实值相差甚远。
技术实现思路
为了解决现有列车司机室属于体积巨大的空桶形整体结构，该结构导致仅能针对局部样件进行测试的现有混响室法或驻波管法，其二者从司机室壁板上局部采样后所测得的壁板吸声系数的结果均无法充分代表列车司机室真实的整体吸声系数；以及在列车司机室内部布置声源以便形成混响场的测试思路又需要绝对安静的声学试验环境，而现有的混响室无法容纳巨大的列车司机室整体部件，导致其测试方案无法实施的技术问题，本专利技术提供一种基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案如下：基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法，其包括如下步骤：步骤一：按照各型列车单节车厢的最大外形尺寸建造足以容纳整备状态下轨道列车单节车厢的整车半消声室；整车半消声室的室内屋顶和墙壁到待测列车外部轮廓的距离均大于等于5m；步骤二：将待测包括列车司机室1的列车单节车厢置于整车半消声室中，使之处于背景噪声低、周围无声学反射的良好声学环境中，并将列车司机室与客室之间的间壁门用隔声试验密封门进行隔声密封，确保声源辐射的声能量只能通过列车司机室与客室间壁传递出来；步骤三：在司机座椅一侧的侧墙内壁附近布置一个声源，用于产生列车司机室内的混响场激励；并在司机座椅另一侧的侧墙内壁附近随机布置三个传声器；通过列车司机室的标准图纸测量获得列车司机室内部空间体积V和列车司机室内部空间的总表面积S；步骤四：开启声源使其按照公知混响室法所给定的声源参数发出稳定的持续声波，并用三个传声器同时采集声源发出的声压值；此后，移动声源在列车司机室中的位置，直到三个传声器中任意二者所测得的声压值的差值均在0.3dB以内时，即可确认列车司机室的内部产生了均匀的混响场激励；此时停止移动声源并将当前声源所处的位置设定为测点最终位置；步骤五：重新开启声源，待其发声稳定后，瞬间关断声源的电源，同时启动计时；步骤六：依据如下公式(1)求取列车司机室内部空间中的平均吸声系数α：公式(1)中，V代表由列车司机室内部空间所生成的混响场空间体积；S为由列车司机室内部空间所生成的混响场内总表面积；α为混响场内壁材料的平均吸声系数；T为列车司机室内声源停止发声的时刻开始直至由传声器测得声源的声能衰减到60dB时所经历的时间长度值。本专利技术的有益效果是：该方法首创性地提出建造足以容纳被测列车单节车厢的整车半消声室，背景噪声低、壁面间劈高吸声系数的特性可为测试提供良好的测试声学环境，降低环境因素对于测试结果的影响，并给出了具体的整车半消声室建造指标，从而可以借助整车半消声室对环境噪声的隔绝功能，避免外界干扰，并大幅提高声学数据的准确性。本专利技术确切给出了用于在司机室内产生混响场激励的声源和三个传声器的具体位置的确定方法，以及给出了使车体壁板件所处的司机室车厢内部产生均匀的混响场激励的方法，并通过大量实验测试和经验总结，给出了求解整车半消声室环境下的列车车体壁板吸声系数的经验公式，从而使本专利技术的基于整车半消声室环境下的列车司机室内吸声系数测试方法的数据分析和计算得以实施。本专利技术还具体地给出了隔声试验密封门的布局位置和隔声性能指标参数，从而将列车司机室内部的空间得以隔声密闭并成为能够在声源激励下产生均匀混响场激励的混响室，进而为依据本专利技术所给出的经验公式计算整车半消声室环境下的列车车体壁板件吸声系数创造必要的声学试验环境。本专利技术列车司机室内吸声系数测试方法可以避免驻波管法和混响室法声波所存在的固有问题，并完全避免了制作专门的样件，节约了样件制作费用。对于列车本身无损害，并一次可以测试出列车关注区域的全部吸声系数，具有一定高效特征。附图说明图1是本专利技术列车司机室在整车半消声室内的布局位置的侧视示意图；图2是图1中I部分的声源和三个传声器布局位置的侧视局部放大图；图3是本专利技术列车司机室在整车半消声室内的布局位置的俯视示意图；图4是图3中II部分的声源和三个传声器布局位置的俯视局部放大图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。如图1至图4所示，本专利技术的基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法包括如下步骤：步骤一：按照各型列车单节车厢的最大外形尺寸建造足以容纳整备状态下轨道列车单节车厢的整车半消声室2；整车半消声室2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：按照各型列车单节车厢的最大外形尺寸建造足以容纳整备状态下轨道列车单节车厢的整车半消声室(2)；整车半消声室(2)的室内屋顶和墙壁到待测列车外部轮廓的距离均大于等于5m；步骤二：将待测包括列车司机室(1)的列车单节车厢置于整车半消声室(2)中，使之处于背景噪声低、周围无声学反射的良好声学环境中，并将列车司机室(1)与客室之间的间壁门用隔声试验密封门进行隔声密封，确保声源辐射的声能量只能通过列车司机室(1)与客室间壁传递出来；步骤三：在司机座椅一侧的侧墙内壁附近布置一个声源(3)，用于产生列车司机室(1)内的混响场激励；并在司机座椅另一侧的侧墙内壁附近随机布置三个传声器(4)；通过列车司机室的标准图纸测量获得列车司机室(1)内部空间体积V和列车司机室(1)内部空间的总表面积S；步骤四：开启声源(3)使其按照公知混响室法所给定的声源参数发出稳定的持续声波，并用三个传声器(4)同时采集声源(3)发出的声压值；此后，移动声源(3)在列车司机室(1)中的位置，直到三个传声器(4)中任意二者所测得的声压值的差值均在0.3dB以内时，即可确认列车司机室(1)的内部产生了均匀的混响场激励；此时停止移动声源(3)并将当前声源(3)所处的位置设定为测点最终位置；步骤五：重新开启声源(3)，待其发声稳定后，瞬间关断声源(3)的电源，同时启动计时；步骤六：依据如下公式(1)求取列车司机室(1)内部空间中的平均吸声系数α：...

【技术特征摘要】
1.基于整车半消声室的轨道列车司机室内吸声系数测试方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：按照各型列车单节车厢的最大外形尺寸建造足以容纳整备状态下轨道列车单节车厢的整车半消声室(2)；整车半消声室(2)的室内屋顶和墙壁到待测列车外部轮廓的距离均大于等于5m；步骤二：将待测包括列车司机室(1)的列车单节车厢置于整车半消声室(2)中，使之处于背景噪声低、周围无声学反射的良好声学环境中，并将列车司机室(1)与客室之间的间壁门用隔声试验密封门进行隔声密封，确保声源辐射的声能量只能通过列车司机室(1)与客室间壁传递出来；步骤三：在司机座椅一侧的侧墙内壁附近布置一个声源(3)，用于产生列车司机室(1)内的混响场激励；并在司机座椅另一侧的侧墙内壁附近随机布置三个传声器(4)；通过列车司机室的标准图纸测量获得列车司机室(1)内部空间体积V和列车司机室(1)内部空间的总表面积S；步骤四：开启声源(3)使其按照公知混响室法所给定的声源参数发出稳定的持续声波，并用三个传声器(4)同时采集声源(3)发出的声压值；此后，移动声源(3)在列车司机室(1)中的位置，直到三个传声器(4)中任意二者所测得的声压值的差值均在0.3dB以内时，即可确认列车司机室(1)的内部产生了均匀的混响场激励；此时停...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士斌，高阳，姜旭东，盖杰，吴健，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22