微穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu)中吸聲材料的作用

第3章-吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)教學(xué)提綱

第3章吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)

五大類吸聲材料及吸聲結(jié)構(gòu)簡介 1、多孔吸聲材料 （1）多孔吸聲材料的類型包括：有機(jī)纖維材料、麻棉毛氈、無機(jī)纖維材料、 玻璃棉、巖棉、礦棉，脲醛泡沫塑料，氨基甲酸脂泡沫塑料等。聚氯乙烯和聚苯 乙烯泡沫塑料不屬于多孔材料，用于防震，隔熱材料較適宜。 （2）構(gòu)造特征：材料內(nèi)部應(yīng)有大量的微孔和間隙，而且這些微孔應(yīng)盡可能 細(xì)小并在材料內(nèi)部是均勻分布的。材料內(nèi)部的微孔應(yīng)該是互相貫通的，而不是密 閉的，單獨(dú)的氣泡和密閉間隙不起吸聲作用。微孔向外敞開，使聲波易于進(jìn)入 微孔內(nèi)。 （3）吸聲特性主要是高頻，影響吸聲性能的因素主要是材料的流阻，孔隙， 結(jié)構(gòu)因素、厚度、容重、背后條件的影響。 a.材料厚度的影響任何一種多孔材料的吸聲系數(shù)，一般隨著厚度的增加而 提高其低頻的吸聲效果，而對高頻影響不大。但材料厚度增加到一定程度后， 吸聲效果的提高就不明顯了，所以為了提高材料的吸聲性能而無限制地增加厚

對穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性進(jìn)行了理論分析與計(jì)算。討論了穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的共振吸聲原理,基于對穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)聲阻抗的討論,分析了穿孔率、空腔深度、板厚、孔徑等參數(shù)對吸聲性能的影響,為穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供了依據(jù)。針對某工程機(jī)械風(fēng)冷系統(tǒng)噪聲突出這一現(xiàn)象,專門為風(fēng)冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)了穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),大幅度降低了該機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng)的噪聲,也使該機(jī)的駕駛環(huán)境噪聲得到了有效控制。

一般的材料都有吸音效果，僅僅是多少的區(qū)別。而具體說到吸音板，則是我們只把吸聲系數(shù) 達(dá)到0.3以上的材料稱為吸音材料。 理論上吸聲系數(shù)為1的吸音板吸音效果最好（全部吸掉，沒有反射聲），但實(shí)際上在現(xiàn)實(shí)中， 這樣的材料不存在（宇宙里存在的黑洞吸聲系數(shù)為1，即完全吸收） 吸音材料： 1、本身具有吸音性能，多孔纖維材料。 2、不具有吸音材料，但是經(jīng)過處理成吸音結(jié)構(gòu)。 一般常見的吸音材料是：聚酯纖維吸音板，槽木吸音板，孔木吸音板，再生木吸音板，最新 的是聲博士高溫陶瓷吸音板，a級防火防水質(zhì)硬環(huán)保 多孔性吸聲材料 這類材料的物理結(jié)構(gòu)特征是材料內(nèi)部有大量的、互相貫通的、向外敞開的微孔，即材料具有 一定的透氣性。工程上廣泛使用的有纖維材料和灰泥材料兩大類。前者包括玻璃棉和礦渣棉 或以此類材料為主要原料制成的各種吸聲板材或吸聲構(gòu)件等；后者包括微孔磚和顆粒性礦渣 吸聲磚等。 吸

第1頁共1頁 吸聲材料的吸聲機(jī)理 特征碼標(biāo)簽特征碼] 吸聲材料的吸聲機(jī)理 吸聲材料，是具有較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪聲性能的材料。借自 身的多孔性、薄膜作用或共振作用而對入射聲能具有吸收作用的材料， 超聲學(xué)檢查設(shè)備的元件之一。吸聲材料要與周圍的傳聲介質(zhì)的聲特性 阻抗匹配，使聲能無反射地進(jìn)入吸聲材料，并使入射聲能絕大部分被 吸收。 吸聲材料在應(yīng)用方式上，通常采用共振吸聲結(jié)構(gòu)或漸變過渡層結(jié) 構(gòu)。為了提高材料的內(nèi)損耗，一般在材料中混入含有大量氣泡的填料 或增加金屬微珠等。在換能器陣的各陣元之間的隔聲去耦、換能器背 面的吸聲塊、充液換能器腔室內(nèi)壁和構(gòu)件的消聲覆蓋處理、消聲水槽 的內(nèi)壁吸聲貼面等結(jié)構(gòu)上，經(jīng)常利用吸聲材料改善其聲學(xué)性能。 吸聲材料按吸聲機(jī)理分為： ①靠從表面至內(nèi)部許多細(xì)小的敞開孔道使聲波衰減的多孔材料， 以吸收中高頻聲波為主，有纖維狀聚集組織的各種有機(jī)或

多孔材料吸聲機(jī)理： 惠更斯原理:聲源的振動引起波動,波動的傳播是由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)間的相互作用。在連續(xù)介 質(zhì)中,任何一點(diǎn)的振動,都將直接引起鄰近質(zhì)點(diǎn)的振動。聲波在空氣中的傳播滿足其原理。 多孔吸聲材料具有許多微小的間隙和連續(xù)的氣泡,因而具有一定的通氣性。當(dāng)聲波入射 到多孔材料表面時,主要是兩種機(jī)理引起聲波的衰減:首先是由于聲波產(chǎn)生的振動引起小孔或 間隙內(nèi)的空氣運(yùn)動,造成和孔壁的摩擦,緊靠孔壁和纖維表面的空氣受孔壁的影響不易動起來, 由于摩擦和粘滯力的作用,使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能,從而使聲波衰減,反射聲減弱達(dá)到 吸聲的目的;其次,小孔中的空氣和孔壁與纖維之間的熱交換引起的熱損失,也使聲能衰減。另 外,高頻聲波可使空隙間空氣質(zhì)點(diǎn)的振動速度加快,空氣與孔壁的熱交換也加快。這就使多孔 材料具有良好的高頻吸聲性能。 共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理 1．薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)

vol36no.1 feb.2016 噪聲與振動控制 noiseandvibrationcontrol 第36卷第1期 2016年2月 文章編號：1006-1355(2016)01-0200-04 管道中微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能測試與分析 呂金磊，彭強(qiáng)，王海鋒 （中國空氣動力研究與發(fā)展中心空氣動力學(xué)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室，四川綿陽621000) 摘要：文章采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真的方法，對影響微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括板厚，開孔孔徑，開 孔率等進(jìn)行深入細(xì)致的研究。其中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要在駐波管以及一個管道型的測試平臺上進(jìn)行，駐波管相關(guān)的研究內(nèi) 容用于佐證管道實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；數(shù)值仿真采取一種求極值點(diǎn)的算法，利用這一算法可以繞開對經(jīng)典方程的求解，而直 接確定微孔的聲共振點(diǎn)，也即最大噪聲吸收位置，通過共振點(diǎn)附近兩條曲線的疊加確定吸聲帶寬的變化

分析不同共振頻率的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)模型,并計(jì)算了其組合吸聲系數(shù)。理論計(jì)算結(jié)果與采用sysnoise軟件,根據(jù)gb/t18696對并聯(lián)的微穿孔板吸聲系數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果及已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。結(jié)果表明,該文中并聯(lián)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻抗率及組合吸聲系數(shù)的計(jì)算方法是可行的。

分析了亥姆霍茲共鳴器的共振頻率特性,導(dǎo)出了穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)吸聲的中心頻率、頻帶寬度、上限頻率及下限頻率的估算公式,為設(shè)計(jì)、制作理想的穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)提供了參考.

在介紹馬大猷開創(chuàng)的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論的前提下,綜述了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論發(fā)展、吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)測量方法以及微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程領(lǐng)域的一些應(yīng)用。最后提出微穿孔板研究發(fā)展的方向。

微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在噪聲控制上有著優(yōu)異的表現(xiàn),受到廣大科研人員的關(guān)注。筆者介紹了近年來與微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)相關(guān)的理論研究,包括微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲特性以及吸聲帶寬的理論極限;探討了微穿孔板和超微孔板的制造技術(shù)及這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn);分析了組合微穿孔結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論計(jì)算及試驗(yàn)仿真。在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,指出了微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中存在的問題,并對該研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢做了展望。

多孔吸聲材料的發(fā)展 姓名：班級：學(xué)號： 摘要:在我們現(xiàn)在的社會，隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染也隨著產(chǎn) 生,噪聲污染是當(dāng)今世界污染的三大問題之一,噪聲不僅危害人的聽覺系統(tǒng),使人疲倦、耳 聾,而且還會加速建筑物和機(jī)械結(jié)構(gòu)的老化,影響設(shè)備及儀表的精度和使用壽命。因此吸聲 降噪逐漸演變成為一個有關(guān)高科技、環(huán)境以及人類協(xié)調(diào)發(fā)展急需解決的重要課題,而吸聲降 噪新材料的結(jié)構(gòu)、聲學(xué)特性及其應(yīng)用是一個涉及多學(xué)科交叉的重要課題。 關(guān)鍵詞:吸聲材料;多孔材料;吸聲結(jié)構(gòu) 1吸聲材料的歷史 人類在很早就意識到織物可以有效地阻擋聲音，因此從史前到埃及甚至到羅 馬時期人們一直使用織物和蘆葦桿，干草等作為吸聲材料來消除回音和抵擋噪 音，使人感到更加舒適。這些材料從本質(zhì)上來講都是有機(jī)纖維材料，它們之間的 微小縫隙使它們成為了天然的吸聲材料，直到如今有機(jī)

分析了飛機(jī)的噴流噪聲產(chǎn)生機(jī)理,討論了噴流噪聲的控制技術(shù)。并將穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)降噪技術(shù)應(yīng)用到飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)中,用以降低噴流噪聲,并對其實(shí)際降噪效果進(jìn)行了比較分析。

2.1離心玻璃棉 離心玻璃棉內(nèi)部纖維蓬松交錯，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸聲材料， 具有良好的吸聲特性。離心玻璃棉可以制成墻板、天花板、空間吸聲體等，可以 大量吸收房間內(nèi)的聲能，降低混響時間，減少室內(nèi)噪聲。 離心玻璃棉的吸聲特性不但與厚度和容重有關(guān)，也與罩面材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素 有關(guān)。在建筑應(yīng)用中還需同時兼顧造價、美觀、防火、防潮、粉塵、耐老化等多 方面問題。 離心玻璃棉屬于多孔吸聲材料，具有良好的吸聲性能。離心玻璃棉能夠吸聲 的原因不是由于表面粗糙，而是因?yàn)榫哂写罅康膬?nèi)外連通的微小孔隙和孔洞。當(dāng) 聲波入射到離心玻璃棉上時，聲波能順著孔隙進(jìn)入材料內(nèi)部，引起空隙中空氣分 子的振動。由于空氣的粘滯阻力和空氣分子與孔隙壁的摩擦，聲能轉(zhuǎn)化為熱能而 損耗。 離心玻璃棉對聲音中高頻有較好的吸聲性能。影響離心玻璃棉吸聲性能的主 要因素是厚度、密度和空氣流阻等。密度是

1、槽木吸音板 木質(zhì)吸音板一般根據(jù)穿孔率、孔距、孔徑、背后空腔，排列方式；有無填充吸聲材料等因 素決定其平均吸聲系數(shù)，一般孔徑為6mm,后50mm填充吸音棉其吸聲系數(shù)達(dá)0.6 2、聚酯纖維吸音板 1【吸音性】 100%聚酯纖維經(jīng)高技術(shù)熱壓并以繭棉形狀制成熱處理公法來實(shí)現(xiàn)密度多樣性確 保通風(fēng)，成為吸音及隔熱材料中的優(yōu)秀產(chǎn)品，在125-4000hz噪聲范圍內(nèi)最高吸音 系數(shù)達(dá)到0.9以上，縮短并根據(jù)不同需要來調(diào)節(jié)混響時間，清除聲音雜質(zhì)，提高音 響效果，改善語言的清晰度。不僅適應(yīng)專業(yè)化極強(qiáng)的演藝、影音設(shè)備測試室，而 且被廣泛用于影劇院、會議室、室內(nèi)體育館、音樂廳、教室、ktv、酒店、辦公 室、家庭音樂房等對聲學(xué)有較高要求的場所。 2【裝飾性】 傳統(tǒng)軟包般的柔順、豐富的自然材料質(zhì)感體驗(yàn)、多種可供選擇的現(xiàn)代色系、簡便 的裝飾造型而組合的現(xiàn)代吸音裝飾藝術(shù)，能營造出舒適、寧靜、現(xiàn)代、溫

對帶有吸聲材料的復(fù)合穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性進(jìn)行了研究與計(jì)算,比較了吸聲材料緊貼穿孔板和吸聲材料緊貼剛性壁時吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能,分析了吸聲結(jié)構(gòu)的參數(shù)對吸聲性能的影響,為穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供了參考依據(jù)。將復(fù)合穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)應(yīng)用到工程實(shí)際中,取得了良好的降噪效果。

雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的共振和反共振頻率計(jì)算張宗茂，顧熙棠（寧波大學(xué)機(jī)械工程系）一、引言對微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理已有較系統(tǒng)的研究’‘ｉ“””。單層做穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率可用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率計(jì)算公式求得，但雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的...

高聲強(qiáng)條件下穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的非線性聲學(xué)特性

微穿孔板的發(fā)展已接近半個世紀(jì)。基于穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),微穿孔板結(jié)構(gòu)簡化了穿孔板后的多孔材料,同時達(dá)到了提高本身吸聲特性的目的。組成微穿孔板的主要元素就是微管和空腔。通過分析微管和空腔的聲阻抗率,近似計(jì)算出微穿孔板的吸聲系數(shù)與吸聲頻帶寬度,并討論微穿孔板結(jié)構(gòu)模型的來源。根據(jù)微穿孔板結(jié)構(gòu)模型,分別計(jì)算不同的參數(shù)組合對吸聲系數(shù)及頻帶寬度的影響。

馬大猷教授提出的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在空氣噪聲降低和隔離方面得到了廣泛的應(yīng)用,但未見水下應(yīng)用的相關(guān)研究和報道。本文將空氣中微穿孔板理論應(yīng)用到水中,得到了水下微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲公式。通過理論分析,得出了微穿孔板結(jié)構(gòu)直接應(yīng)用于水中無法獲得寬頻吸收的結(jié)論。提出了通過匹配液將微穿孔板間接應(yīng)用到水下的設(shè)想。設(shè)計(jì)了單層板和雙層板吸聲結(jié)構(gòu),并對它們的吸聲特性進(jìn)行了理論分析與仿真。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在水中能夠獲得優(yōu)于空氣中的寬頻帶吸聲效果。實(shí)驗(yàn)測量了自制的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),吸聲系數(shù)的測量值與理論曲線基本吻合,從而驗(yàn)證了理論分析的正確性。

依據(jù)馬大猷教授的微穿孔板基本理論,進(jìn)行參數(shù)選擇并設(shè)計(jì)了微穿孔吸聲反射板結(jié)構(gòu),用于階梯教室中,分析了這種微穿孔吸聲反射板結(jié)構(gòu)在階梯教室中的聲反射和聲吸收的性能。