[发明专利]基于舱室虚拟声场环境构建的声学舒适度测试方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于舱室虚拟声场环境构建的声学舒适度测试方法，包括以下步骤：S1：构建舱室模型，并对舱室模型进行有限元划分和材料属性分类；S2：提取舱室模型的声腔模型，并进行有限元划分；S3：在舱室模型表面设定位置，为舱室结构有限元模型添加振动激励；S4：获取舱室模型中模拟座椅的位置以及人耳坐标范围，然后获取人耳位置处的模拟声信号；S5：将模拟声信号作为耳机输出声信号，将舱室模型通过VR眼镜显示；S6：控制真实座椅上的振动激励产生装置，使真实座椅模拟舱室内部的振动；S7：测试人员戴上耳机和VR眼镜坐在真实座椅上，进行舱室的声学舒适度测试，与现有技术相比，本发明具有成本低、流程简单、可信度高等优点。

技术领域

本发明涉及声学技术领域，尤其是涉及一种基于舱室虚拟声场环境构建的声学舒适度测试方法和系统。

背景技术

近年来，轨道车辆发展迅速，和汽车、飞机一同成为人们常用的出行工具。此类带有舱室的交通工具在运行过程中，由于空气阻力、舱室内设备以及外部振动激励等原因，不可避免会产生噪声，使人焦躁或注意力分散，从而影响乘客出行体验。因此，在保证出行速度和安全的同时，进一步提高舱室内的声学舒适性成为当前需要深入研究的课题。

由于各类舱室内部结构不规则、舱体使用的材料不同，振动激励的产生位置也不固定，同时考虑声波在舱内的反射和吸收，使得舱室内的声场环境具有多样性和复杂性。所以现有技术中，为了获取舱室内某位置处乘客对声学舒适度的感受，一般在设计阶段制造样机进行模拟试验，再根据试验的测试参数以及体验者的反馈评价改进样机。但这种方法成本高昂，周期长、流程复杂，需要进一步优化和改善。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于舱室虚拟声场环境构建的声学舒适度测试方法和系统，使得无需试制样机即可在车辆声学设计阶段实现噪声测试，降低成本。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于舱室虚拟声场环境构建的声学舒适度测试方法，包括以下步骤：

S1：构建舱室模型，并对舱室模型进行有限元划分和材料属性分类，形成舱室结构有限元模型；

S2：提取舱室模型的内表面，形成声腔模型，并对声腔模型进行有限元划分；

S3：在舱室模型表面设定位置，为舱室结构有限元模型添加振动激励，并获取舱室结构有限元模型中的司机室与声腔模型之间的声固耦合作用；

S4：获取舱室模型中模拟座椅的位置以及人耳坐标范围，然后获取人耳位置处的模拟声信号；

S5：将模拟声信号作为耳机输出声信号，将舱室模型导入VR可视化软件，并通过VR眼镜显示；

S6：座椅振动激励控制程序控制真实座椅上的振动激励产生装置，使真实座椅模拟舱室内部的振动；

S7：所述的耳机、VR眼镜和真实座椅相互配合，构建舱室虚拟声场环境供测试人员进行舱室的声学舒适度测试，测试人员戴上耳机和VR眼镜，并坐在真实座椅上，进行舱室的声学舒适度测试。

进一步地，所述的有限元划分具体包括：对舱室模型进行网格划分，得到有限个子单元。

进一步地，所述的材料属性分类具体包括：将材料分为铝合金、聚酯塑料、钢材或玻璃。

进一步地，所述的步骤S2中，通过有限元软件直接提取舱室模型的内表面，形成声腔模型，所述的声腔模型为舱室模型内部封闭的空腔。

进一步地，所述的步骤S3中，舱室结构有限元模型中的司机室与声腔模型之间的声固耦合作用具体为：

舱室结构的振动引起内部空气振动产生的噪音，在声波传递过程中作用到司机室结构，引起舱室结构的振动。