薄膜阻尼结构隔声量估算和结构参数的影响实验研究

研究空气薄膜阻尼结构的隔声问题,采用统计能量分析方法估算薄膜阻尼结构的隔声量,在高频范围内理论预估值与实验值吻合较好,为其隔声设计提供了理论方法;通过实验研究了薄膜阻尼结构的有关参数变化对隔声量的影响关系,得出了一些对工程应用有指导意义的结果。     

嵌入式共固化复合材料阻尼结构隔声性能实验研究

本文使用丁基橡胶作为粘弹性阻尼材料的主要原料,并使用模压法将该阻尼材料制成薄膜,再与环氧树脂玻璃布预浸料按固化曲线制得嵌入式共固化复合材料阻尼结构试件。然后使用驻波管法研究其隔声性能。试验结果表明：嵌入较薄阻尼层会在几乎不改变构件刚度的情况下增大试件的阻尼,提高试件低频隔声性能。而嵌入阻尼层较厚时,隔声量对构件阻尼层厚度的变化已不再敏感,主要由于刚度的提高,使得试件的隔声性能有所提高。所以,试图通过提高嵌入式共固化复合材料阻尼层的厚度来增大隔声量是不合适的。     

斜入射水下复合结构隔声特性研究

基于无限大弹性体和粘弹性体的波传递理论,采用传递矩阵的方法,对斜入射情况下的透射系数和隔声量进行了理论推导,考虑了声波在橡胶中传播所产生的剪切力,并就单层复合结构的隔声性能进行了详细的研究,进而也分析了多层复合结构的隔声性能.分析表明:软质阻尼材料能明显改善结构的隔声性能;相对来说入射角度和材料的厚度对隔声性能的影响比较复杂;而对于多层复合结构而言,面层橡胶的选取尤为重要,一般采用软质橡胶材料来得到大的隔声量.     

约束型复合阻尼隔声板的隔声性能及其应用研究

约束型复合高阻尼隔声板具有良好的隔振、隔声性能,特别适用于对隔声结构的厚度有苛刻要求的场合。对影响约束型复合高阻尼隔声板主要结构参数的研究,有利于指导其设计、制造和应用选择。根据对约束型复合高阻尼隔声板隔声计算模型的计算与实验表明,当隔声板的面积减小时,其低频隔声量会随之增加;当隔声板阻尼层的厚度等量递增时,其隔声量也近似等比例地提高;当面板材料的弹性模量较小时,隔声板的低频和高频的隔声量都会变差;当隔声板阻尼层剪切模量较高时会导致隔声量偏低。     

基于声学黑洞的复合隔声结构声学特性研究及试验

声学黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)能够实现声波的聚集,通过粘贴阻尼层将其聚集的能量耗散,可有效降低声学黑洞复合结构的振动和声波的传递。针对中低频段噪声,设计了声学黑洞复合隔声结构,建立了其隔声量计算模型。研究了声学黑洞复合隔声结构的黑洞数量、黏弹性阻尼层、声学黑洞半径等参数对隔声性能的影响。研究结果表明：在160~1 000 Hz频率范围内,ABH能明显增加复合隔声结构的隔声性能,其传递损失在1/3倍频程内增加了1.9 dB。文中的研究结果为复合隔声结构的设计提供了借鉴。     

声激励下双层耦合结构声与振动特性研究

考虑声桥的周期性,建立了通过声桥耦合的双层结构声传播模型。利用傅立叶变换和逆变换技术,分别得到双层结构隔声量表达式以及两板的振动能量表达式。研究了声桥刚度、间距对双层结构振动特性和隔声性能的影响。同时,根据理论分析结果定义了双层耦合结构隔声曲线的刚度控制区,阻尼控制区以及质量控制区,给出了各个区域的隔声特点。研究表明,随着两板之间耦合的增强,两板的振动响应趋于一致;而隔声曲线的刚度控制区受刚度影响明显,阻尼控制区出现了很多的峰谷值,随结构阻尼的增大曲线渐趋平滑;随着声桥间距的加强,质量控制区频带宽度增加,隔声量满足约5 dB/倍频程的增长率;同时,质量每增加一倍,质量控制区隔声量约增加5 dB,存在声桥的双层耦合结构隔声性能与单层墙隔声性能相似。     

硅胶薄膜声学超材料单胞结构的隔声测量研究

利用铝制框架、硅胶薄膜和钕铁硼磁铁制作薄膜声学超材料单胞试件,用阻抗管法进行材料隔声量测量,绘制出不同附加质量块下薄膜声学超材料的隔声量曲线,分析了硅胶薄膜振动的等效集中参数与其隔声量曲线的对应关系。实验结果表明,薄膜声学超材料的隔声峰值对应频率具有可调性,50~400 Hz的平均隔声量为5dB,峰值超过11dB。在低频声区域,薄膜声学超材料的隔声量大大高于传统隔声材料。     

薄膜低频隔声性能的张力依赖性

研究了膜内张力对其声学特性的影响,通过数值计算和实验测试得到了以下结论:刚度控制区内随张力的增加,隔声量曲线整体"抬高"了,20~100Hz的这段区域内隔声量最大提高了30dB,呈现非线性增长特性;阻尼控制区内隔声谷对应的频率随着张力的增加而按照一定的规律增大,且张力形成的"绷紧"效应大大降低了膜面振动,增加了隔声量峰值,100kPa张力对应的隔声量峰值明显超过10kPa的134.7%,对小的张力很敏感;质量控制区1000Hz以上的频率段内张力对薄膜隔声性能基本无影响,质量定理能够很好的预测。张力对隔声量的影响都集中在刚度控制和阻尼控制区的中低频范围内,且影响巨大。     

复合结构隔声理论分析与实验特性研究

基于无限大分层介质波传递理论,采用传递矩阵方法和声能量分布理论,开展了水下复合阻尼结构隔声特性的研究。仿真结果表明橡胶材料属性对结果隔声有很大的影响。软和小泊松比的橡胶可以明显提高结构的隔声特性。多层橡胶复合结构在隔声方面比单层复合结构具有更大的优势,在多层橡胶中打孔可有效提高结构的隔声性能。空腔越多,隔声特性越好。蜂窝三明治复合结构的隔声特性要好于含圆柱空腔复合结构的隔声性能和多层均匀复合结构。结合现有的试验条件,在消声水池开展了蜂窝三明治复合结构自由场大样测试,实验结果表明,测量值与理论预测有很好的一致性。     

高分子交替多层结构的隔声特性仿真

使用有限元仿真方法对高分子交替多层结构的隔声特性进行了研究,构建了阻抗管测试的平面波声场和高分子多层复合材料模型,使用LMS Virtual. Lab进行了声振耦合计算,得到的隔声量曲线与实验测试结果规律一致。针对聚丙烯(PP)与乙烯-辛烯共聚物(POE)的交替层状样品,探究了在100～5000 Hz的计算范围内,层数、层厚比及两组分材料参数对整体隔声性能规律的影响,结果显示16层结构的隔声性能更优。同时,计算了板与多孔材料交替结构的隔声性能,结果表明,在给定的条件下4层结构有更高的隔声量。     

气垫隔声结构水中隔声性能分析

提出气垫隔声结构形式,与以橡胶阻尼材料为基体的隔声去耦瓦相比,气垫隔声结构具有孔隙率大的特点,能更好的隔声去耦。用解析方法分析无限、有限气垫隔声结构在水中的隔声性能,研究板厚与中间层特性声阻抗对隔声量的影响并分析无限结构与有限结构的差别。结果表明：在水中的隔声曲线中没有在空气中因“质量―弹簧―质量”共振造成的隔声低谷现象,且在低频时有限结构的隔声性能较好。行波管声学试验测试了气垫双层板结构的低频隔声性能,证实气垫隔声结构在水中的隔声效果和其在水中声学性能的正确性。     

基于结构-声耦合法的汽车镁质仪表板声贡献度分析及结构改进

利用结构-声耦合法对仪表板进行声传递损失分析,与隔声实验对比验证了该方法的可靠性和方便性。与钢制仪表板进行隔声性能对比,证明镁质仪表板具有很好的隔声性能。建立仪表板声辐射模型,利用镁质仪表板对入射声场的响应,计算得到仪表板在驾驶室侧的辐射声场,找出辐射声压和声功率峰值频率。通过对声功率和透射声场声压最大处的声贡献度分析,确定了对隔声低谷影响最大的区域。针对该区域进行结构更改从而改变模态值,对其进行计算隔声量。结果表明,改进后的仪表板隔声低谷比改进前提升5dB,仪表板整体隔声性能提高。     

聚四氟乙烯微孔膜的透声性能实验

为研究微孔薄膜材料的透声性能,搭建了改进的四传声器阻抗管隔声量测试系统,推导了阻抗管中隔声量的传递损失矩阵算法,此算法可以有效地分离隔声管中透射波与二次反射波,使测试结果不受隔声管末端材料吸声性能的影响,与原四传声器算法相比物理意义更明确．对3种微孔薄膜样品进行了实验和分析,结果表明改进的测试方法可以精确地测试样品隔声量,尤其能提高低频段隔声量的测试精度,测试结果重复性优于原方法．     

微穿孔板—蜂窝夹芯复合结构的隔声性能

对微穿孔板和铝蜂窝芯的复合结构,测定其具有不同参数的隔声性能。在该结构中加入GSGN薄膜和木屑板,制备出新型轻质隔声复合结构板,计权隔声量为58.41 dB,密度仅为0.037 g/mm3,达到了轻质高效隔声的目的。预期该新型复合结构板可应用于建筑材料和声屏障上,可提高结构的隔声降噪能力,改善居民生活环境质量。     

多层结构的玻璃纤维织物/环氧树脂复合材料的降噪性能评价EI

根据Kirchhoff-Mindlin理论要求,多层结构面板的隔声性能要考虑到复合结构中流体层和固体层之间的整个交互作用:复杂的声波传递过程中在固体和流体层之间多次反射和系统共振,通过对隔声性能与填充在两层面板之间物质密度的关系,以及对硬质物体的组合和空气层厚度的研究,来探讨评价隔声可变因素及对空腔共振约束的隔声低谷的影响.以玻璃纤维为增强材料,环氧树脂为基体,制备复合树脂板,并设计了多层复合结构,利用混响室-静音箱法对材料隔声性能进行了测试分析.研究表明:多层玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料呈一定的刚性,在各频率的隔声量随着复合材料厚度的增加而增加;声音传播过程中所产生的弯曲波对柔性材料隔声性能的影响远大于对刚性材料的影响.不同颗粒填充多层介质复合材料平均隔声量随材料面密度的增加而增加,与材料面密度的指数成良好的线性相关性.     

多层结构的玻璃纤维织物/环氧树脂复合材料的降噪性能评价

根据Kirchhoff-Mindlin理论要求,多层结构面板的隔声性能要考虑到复合结构中流体层和固体层之间的整个交互作用:复杂的声波传递过程中在固体和流体层之间多次反射和系统共振,通过对隔声性能与填充在两层面板之间物质密度的关系,以及对硬质物体的组合和空气层厚度的研究,来探讨评价隔声可变因素及对空腔共振约束的隔声低谷的影响.以玻璃纤维为增强材料,环氧树脂为基体,制备复合树脂板,并设计了多层复合结构,利用混响室-静音箱法对材料隔声性能进行了测试分析.研究表明:多层玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料呈一定的刚性,在各频率的隔声量随着复合材料厚度的增加而增加;声音传播过程中所产生的弯曲波对柔性材料隔声性能的影响远大于对刚性材料的影响.不同颗粒填充多层介质复合材料平均隔声量随材料面密度的增加而增加,与材料面密度的指数成良好的线性相关性.     

动力吸振器用于提高飞机壁板隔声量的研究

本文运用统计能量分析理论给出了飞机壁板附加动力吸振器隔声量的计算方法，在对附加动力吸振器飞机壁板的振动特分析的基础上，将动力吸振器的影响考虑在壁板结构的内损耗因子中，从而得到飞机壁板在动力吸振器安装前后隔声量的变化，在隔声实验室中进行了实验研究，理论与实验结果符合良好，并取得了满意的效果。     

隔声材料排布顺序对复合板材隔声特性的影响

对高速列车平顶组合结构进行隔声测试,调换其中2块隔声垫的前后位置后,平顶组合结构隔声特性发生显著改变。针对这一问题,基于统计能量法探究双层隔声复合板材中材料排布顺序对于整体结构隔声特性的影响规律,分析该现象产生的原因;接着,进一步利用基于统计能量法的隔声预测模型对三层隔声复合板材中材料排布顺序对整体隔声特性的影响进行延伸探究。结果表明:对于双层复合结构,当两种隔声材料的种类一定时,将隔声量较大的材料置于近声源端,将隔声量较小的置于远声源端,对整体结构隔声量的提升最显著,主要提升低频隔声量;对于三层复合结构,情况较为复杂,其中,将隔声量最大的材料置于近声源端,将隔声量次大的材料置于远声源端,将隔声量最小的材料置于中间时,对整体结构隔声量的提升最显著,且同时提升低频和中频隔声量。研究内容对于工程中复合材料隔声性能的进一步改善有借鉴意义。     

敷设阻尼加筋外地板结构振动声辐射特性研究

结合声学分析软件建立高速列车加筋外地板结构有限元模型,研究阻尼材料对加筋外地板声辐射特性的影响,并探究面板厚度、结构阻尼系数和阻尼材料对外地板隔声量的影响。研究结果表明:敷设阻尼层能够有效抑制外地板的声辐射,但不是越厚越好;增加面板厚度及结构阻尼系数能够提高外地板的隔声量;阻尼层厚度存在临界值,此时外地板隔声量最大。加筋外地板敷设树脂类阻尼且增大结构阻尼系数,声学性能较理想。     

固态多层介质隔声性能研究

一、前言在国民经济和国防建设中，环保意识正在逐渐加强，在噪声控制方面，隔声已越来越多地得到应用，如城市高层建筑的隔声结构、空间运载器的隔声舱壁、工业设备的防声外壳、具有隔声阻尼的隔声罩、通风吸声的隔声室等等。影响隔声性能的因素主要有三个：（１）声场条件，包括声波的频率、入射方向等因素。对于给定的均质固体构件隔板，一般低频时的隔声量低，高频时的隔声量较高。但是若频率足够高使得隔板的厚度正好等于在板中传布的声波的波长的一半或其整数倍时，则此时的隔声量为０，即声波可全部通过。（２）材料性质，包括隔声材…