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多孔吸声材料的设计和产品应用

  公司基于Delany-Bazley经验模型和Biot理论,可通过设计多孔吸声材料的厚度、容重、流阻以及孔隙率等参数,从而得到满足实际噪声频率要求的多孔吸声材料以及评估其应用时的降噪效果。目前主要应用材料包括:聚氨酯泡沫、高阻燃吸声泡沫、三聚氰胺吸声泡沫、纤维棉、纤维板以及复合吸声材料。

共振吸声结构的设计和产品应用

  除了多孔吸声材料外,另一类在工程中广泛使用的是共振吸声结构。结构都具有各自的共振频率,共振吸声结构的吸声机理是当声波频率与共振吸声结构的固有频率相同时,发生共振。这时声波激发结构产生振动,并使振幅达到最大,因此从能量守恒的角度,就会使反射声能量的就会最小,从而达到吸声的目的。共振吸声结构的吸声特性呈现峰值吸声的现象,即吸声系数在某一频率达到最大,离开这个频率附近的吸声系数逐渐降低,远离该频率的吸声系数则很小。

  共振吸声结构主要有薄膜共振吸声结构和微穿孔共振吸声结构。目前我们常用的主要是微穿孔共振吸声结构,一般而言穿孔共振吸声结构(孔径1~2mm)可以实现较好的低频吸声,而微穿孔共振吸声结构(孔径<1mm)较穿孔共振吸声而言,具有较宽的吸声频带。下图为微穿孔吸声结构在不同空腔时的吸声性能的理论和测试比对,因此可以通过实现改变微穿孔吸声板的孔径、穿孔率、板厚以及空腔厚度获得所需的吸声结构。

  微穿孔吸声结构在实际应用中,主要是通过设计微穿孔板的材质、孔径、穿孔率、板厚以及空腔厚度以实现所需要的吸声性能。

复合吸声材料的设计和应用

  由于多孔材料在高频具有较好的吸声性能,而穿孔共振吸声结构可通过设计使其在中低频具有良好的吸声性能。因此在实际应用中,在总厚度一定的实际限制下,实现低频吸声往往是较为困难的。这主要是通过对共振吸声结构和多孔吸声材料复合,获得较好的低频吸声性能和较宽频带的吸声特性。

      公司具备系统的复合吸声结构设计能力,可定量设计复合吸声结构以满足在薄的厚度内,实现所需的低频吸声。典型的某复合结构吸声性能如下图所示,其中曲线1为某30mm厚的多孔吸声性能,曲线2和3为设计的复合吸声结构的吸声性能。因此该复合吸声材料在30mm左右时,400Hz及以上吸声系数大于0.5。

吸声设计,吸音设计
聚氨酯泡沫吸声材料
聚氨酯泡沫覆膜
高阻燃吸声泡沫
4009-025-365
153 8097 5746
三聚氰胺吸声泡沫
高阻燃吸音纤维棉
高密度纤维吸音板
微穿孔板吸声
微穿孔板吸声
微穿孔板吸声
微穿孔板吸声
微穿孔板吸声
微穿孔板吸声
吸声材料和吸声结构

  吸声是指声波在介质中传播时,声能量产生的衰减现象。声波在空气传播时,由于空气中质点振动所产生的摩擦作用,使声能量转化为热能而损耗,引起声波随传播距离的增加而逐渐衰减的现象称为空气吸声。当声波入射到材料表面时,有一部分声能量被材料吸收,从而引起声能量的降低,称为材料吸声。实际具体的材料或结构,其阻抗一般都不会为无穷大,因此它们对入射的声波都有一定程度的吸收,因此我们把具有较好吸声效果的材料或结构称为吸声材料。一般而言,将吸声系数α>0.2 的材料称为吸声材料,而将α>0.8的材料称为强吸声材料。吸声材料主要包括多孔性吸声材料和共振型吸声结构。

  多孔性吸声材料就是有很多孔隙的能吸收声能量的材料,其主要构造特征是材料从表面到内部均有相互连接的孔隙。多孔性吸声材料是目前应用最广的吸声材料。目前常见的多孔吸声材料包括纤维性吸声材料、泡沫吸声材料和颗粒吸声材料等。多孔吸声材料内部具有大量的小孔,这些微小细孔相互连通并直接通向材料的表面,当声波入射到这种开孔性材料表面时,一部分声波会透入材料内部,一部分声波在材料表面反射。透入材料内部的声波在缝隙和小孔中传播时,空气运动会产生粘滞和摩擦作用,同时小孔中空气受压缩时温度升高,稀疏时温度降低,材料的热传导效应,从而使声能逐渐转变成热能所消耗,这种能量的转变是不可逆的,因此材料就产生了吸声作用。

  另一类在工程中广泛使用的是共振吸声结构。结构都具有各自的共振频率,共振吸声结构的吸声机理是当声波频率与共振吸声结构的固有频率相同时,发生共振。这时声波激发结构产生振动,并使振幅达到最大,因此从能量守恒的角度,就会使反射声能量的就会最小,从而达到吸声的目的。共振吸声结构的吸声特性呈现峰值吸声的现象,即吸声系数在某一频率达到最大,离开这个频率附近的吸声系数逐渐降低,远离该频率的吸声系数则很小。共振型吸声结构可以在中低频实现良好的吸声性能。

  因此在工程实际中,为了拓宽吸声材料的吸声频带,可采用由共振吸声结构和多孔吸声材料复合的方式。

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