SMA橡胶沥青路面的胎-路噪声评价方法及噪声预估模型

发布时间：2020-04-29 04:56

【摘要】：汽车噪声是交通噪声中不可忽略的一部分,当汽车速度超过40km/h时,轮胎与路面交互作用产生的噪声便成了汽车噪声的主要贡献部分。针对轮胎-路面噪声严重影响人们生活的现状,已有大量学者从轮胎和路面的角度出发,除了通过改变胎面花纹样式等参数来设计低噪音轮胎外,还通过调整混合料自身参数来达到吸收或者降低噪声的目的。但仍旧存在胎-路噪声检测方法不细致、噪声变化规律和降噪机理不明确、胎-路噪声预估模型的研究不完善等问题。为此,本文开展了室内噪声测试方法的设计和室外噪声检测车的研发工作,探究了SMA橡胶沥青混合料的材料参数、轮胎、环境等因素对胎-路噪声的影响规律并进行了机理分析,明确了影响胎-路噪声的主要因素,基于此,构建了SMA橡胶沥青路面的BP神经网络噪声预估模型,具体研究内容及成果如下:首先,针对本文主要研究对象——SMA橡胶沥青路面,简述了开展室内噪声测试的必要性和研发室外噪声检测车的可行性。基于振动噪声理论等声学基本原理,确定了室内噪声测试方法为轮胎自由下落法,根据轮胎接地印迹图和接地压力的相似性、室内外噪声测试规律的一致性,验证了室内噪声测试方法的合理性。自主研发了室外噪声检测车,介绍了设备的隔声吸音系统、加载系统和升降系统,明确了传声器的布置位置,标定了设备的关键部位,通过测试背景噪声和反射噪声验证了设备的准确性。然后,利用室内轮胎自由下落法,提出了表征SMA橡胶混合料降噪性能的指标,分析了SMA橡胶沥青混合料材料参数对胎-路噪声的影响规律,阐明了噪声变化的机理,提出了基于降噪功能的SMA橡胶沥青路面配合比设计方法。研究表明胶粉掺量、沥青用量对振动噪声影响显著,公称最大粒径、关键筛孔通过率对泵吸噪声影响显著。同时,采用室外噪声检测车,研究了环境温度和轮胎等因素对胎-路噪声的影响规律并结合频谱图进行机理分析,给出了噪声的温度修正公式,建立了车速、路面温度与胎-路噪声的联系。结果表明胎-路噪声的声压级随着温度的升高而线性降低、随着速度的增加而对数增加、随着轮胎载荷的增大而逐渐增大。最后,根据室内外测得的影响胎-路噪声的主要因素,采用BP神经网络算法,以路面构造深度TD、振动衰减系数?、轮胎载重P、行驶速度V、路面温度T_(road)作为输入层参数,以A计权声压级L_A为输出层参数,基于误差和计算效率平衡原则,确定了神经网络的其他基本参数,构建了SMA橡胶沥青路面的胎-路噪声预估模型并验证。
【图文】：

驻波管法

图 1-1 驻波管法图 1-2 混响室法图 1-3 转鼓法于第二种方法，转鼓法。它是一种在半消声室内试验的方法，测声结果。很多学者利用该设备设计低噪音轮胎[9]、分析多因素作声变化规律[10]，研究胎-路噪声的产生机理。该设备通过转动一m-3m 的转鼓来带动轮胎的相对运动，从而模拟实际轮胎在路面上为研究不同因素对路面的影响，需要提前制作不同的试件，并将在转鼓设备上。为了避免电机噪声和其他动力源噪声干扰测试结动电机安置在消声室外，其余部分可以布置具有高吸声系数的吸

混响室

图 1-2 混响室法图 1-3 转鼓法对于第二种方法，转鼓法。它是一种在半消声室内试验的方法，测量的场噪声结果。很多学者利用该设备设计低噪音轮胎[9]、分析多因素作用下-路噪声变化规律[10]，研究胎-路噪声的产生机理。该设备通过转动一个直 1.5m-3m 的转鼓来带动轮胎的相对运动，从而模拟实际轮胎在路面上的运态。为研究不同因素对路面的影响，需要提前制作不同的试件，并将待测铺装在转鼓设备上。为了避免电机噪声和其他动力源噪声干扰测试结果，将驱动电机安置在消声室外，其余部分可以布置具有高吸声系数的吸声材试时，轮胎以预设的压力与路面试件接触，并按照一定的转速在转鼓上滚动时采集声压信号和频谱。如图 1-3 所示，虽然这种方法可以较好地模拟轮面噪声，，但是转鼓设备的建设和运行成本较高，对场地的要求较高，同时制备特殊的路面试件，对于一般实验室内的研究来说局限性较大，不利于推广，所以本文不采用该试验方法。除了上述两类室内方法外，重庆交通大学的蒋博[11]采用摆式摩擦仪，在路表抗滑性能的同时记录摩擦噪声的大小，通过改变级配类型来形成不同表纹理进而研究噪声的变化规律。Chen[12]等人分别采用摆式摩擦仪和橡胶
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491.91

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