摘 要

随着社会的不断发展，汽车已经成为了我们当下最主要的交通工具之一，为人们的生活带来了极大的便利，但是汽车行驶过程中的噪声对日常生活造成了不小的影响。并且随着时间的推移，汽车数量不断增加，其影响变得更加不能忽视。轮胎噪声是汽车噪声的主要组成部分，影响轮胎噪声的因素有很多，比如轮胎花纹，轮胎橡胶材料，轮胎的结构等等。由于轮胎花纹噪声信号是一种非平稳信号，如果利用传统的傅里叶变换，则不能较为清晰的去分析这一噪声信号，所以说本文选择利用小波变换这一工具来对轮胎花纹噪声信号进行分析。通过Matlab，对噪声进行复morlet小波变换，发现得到的最终结果可以较为准确的反映轮胎噪声产生的原因，相比于传统的傅里叶变换有很大的优势。本文就是基于此，利用小波变换对于轮胎花纹噪声信号进行较为详细的分析，得出噪声产生的原因，找出降低轮胎花纹噪声的方法。

关键词：轮胎；花纹噪声；小波变换

Abstract

With the unceasingly progress of the society, the cars have already become one of the most significant transportation in current era. It brings great convenience to people's daily life, but the noise in the process of driving has a great influence in daily life. As time goes by, through the increase in the number of cars, its effect cannot be ignored. Tire noise is the main component of automobile noise. There are many factors that can affect the tire noise, including the tire pattern, tread rubber, the structure of the tire and so on. Since the tread pattern noise signal is a non-stationary signal, if we use the traditional Fourier transform, the noise signal cannot be analyzed clearly, so we choose to use wavelet transform to analyze tread pattern noise in this paper. Analyze the noise by complex morlet wavelet through MATLAB , it turns out that the final result can reflect the tire noise more accurately, comparing to the traditional Fourier transform, it has great benefits . This article is based on use wavelet transform to analyze tread pattern noise signal in part to reach the reason of the why there is noise appeared, and discover the ways to decrease the tread pattern noise.

Key Words：tire ; pattern noise ; wavelet transform

目录

目录 I

第1章 绪论 1

1.1 研究的背景、目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 国外研究现状 3

1.2.2 国内研究现状 4

1.3 方案设计 6

第2章 轮胎结构及轮胎发声原理 7

2.1 轮胎的结构 7

2.1.1 轮胎的外胎结构 7

2.1.2 轮胎的骨架结构 8

2.1.3 轮胎的花纹结构 9

2.2 轮胎的发声机理 10

2.3 本章小结 11

第3章 轮胎噪声的测量方法 12

3.1 滑行通过法 12

3.2 拖车法 13

3.3 实验室转鼓法 14

3.3.1方法简介 14

3.3.2 测量过程简介 15

3.3.3 测量结果分析 15

3.4 本章小结 17

第4章 小波分析 18

4.1 小波变换的理论基础 18

4.1.1 傅里叶变换 18

4.1.2 短时傅里叶变换 19

4.1.3 小波变换 20

4.1.3.1 基本概念 20

4.1.3.2 复morlet小波 21

4.2 小波分析过程及结果 22

4.2.1 分析前的准备 22

4.2.2 分析过程 23

4.2.3 结果分析 24

4.3 解决方法 27

4.4 本章小结 27

第5章 总结 28

致谢 29

参考文献 30

附录 程序清单 32

第1章 绪论

1.1 研究的背景、目的和意义

众所周知，如今人们的生活水平不断提高，汽车在生活中也越来越普及了，已经成为了人们外出的首选的交通工具，但是汽车在给我们带来方便的同时，不可避免的也给我们带来了很大的困扰，比如说产生了较大的噪声等等。

噪声对人的危害是很大的，会使人耳部产生不适，引起耳痛、耳鸣甚至对听力造成损伤，超过115分贝的噪声会有可能造成耳聋。噪声不但会对人的耳部造成损伤，还会对人身体的其他部位也造成一定的伤害。比如说会对人的内分泌和神经系统造成一定的影响，同时还会对心血管造成损伤，使得心脏衰老的速度加快，一些心脏相关的疾病的发病率也会因此升高。除此之外，噪声还会对儿童产生较大的影响。因为儿童的组织器官都在发育当中，还并不成熟，所以说极易受到损伤，噪声也会因此损伤到儿童的听觉器官，造成听力减退甚至丧失。更重要的是，噪声也会影响人的工作效率。实验表明，超过85分贝的噪声会使人心烦气躁而无法正常工作，这对于司机来说是不容轻视的。若是司机持续在噪声较大的环境中驾驶，那么发生交通事故的概率就会大大上升^[1]。所以说，针对以上由于噪声而带来的危害，我们必须要想办法去解决，减少交通噪声，促进人健康发展，为我们营造一个良好的社会环境。

为了减少交通噪声的产生，早在20世纪30年代，一些发达国家就已经出台了汽车噪声法规，但是在当时各国的标准并不统一，直到20世纪70年代，噪声法规才在世界范围内广泛被引用，同时也在这时，大多数国家的法规以及测量标准大体上也得到了协调。接下来主要对欧洲以及美国的轮胎噪声相关标准进行详细的介绍。

欧洲经济委员会ECE（Economic Commission of Europe）在2005年时公布了ECE R117法规^[2]。首先实验区域必须是在自由声场内，声源和声压级计之间的声压级差不超过1dB(A)。其次声音反射体不能在实验区域50m以内，比如说岩石、围栏和建筑物等等，具体实验场地安排如图1.1所示。最后ECE R117法规按照C1,C2,C3来划分轮胎类型。不同的轮胎类型所要求的噪声限制也不同，具体要求见表1.1，表1.2。此外，国际ISO 362标准要求的标准A声级从最初1970年时的84分贝降至1995年的74分贝，可见轮胎噪声的要求越来越高。