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。     

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。     

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…     

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。     

蜂窝三明治板隔声机理与参数影响规律研究

蜂窝三明治板兼具轻量化与优异的力学性能,广泛应用于航空航天等重大装备,但声学性能却是其一大短板。以周期单元模拟蜂窝三明治板,基于Bloch定理和波数有限元法建立无限大蜂窝三明治板的隔声预测模型,结合试验结果验证了模型的准确性。通过在波数域分析蜂窝三明治板的频散特征,揭示了混响声场激励下的结构隔声机理,并探究了几何参数对蜂窝三明治板隔声性能的影响规律。研究表明：临界频率以下,蜂窝三明治板的隔声量主要受质量定律控制;临界频率以上,隔声量还受结构本身特征波影响,当入射声波激发特征波共振时,隔声量随频率波动并产生隔声低谷。厚度变化对隔声性能的影响主要与临界频率以下的隔声量有关,蜂窝三明治板越厚,隔声量越高;芯层高度增大会缩小质量定律控制区,并使第一个隔声低谷向低频偏移,从而导致整体隔声性能减弱,蜂窝三明治板越高,隔声量越低;蜂窝边长变化对蜂窝三明治板的影响较小。     

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.     

两边支撑声学超材料板的低频宽带隔声性能研究

以电力变压器低频隔声为应用背景,提出了一种结构简单轻质的局域共振声学超材料板,它由在两边支撑框架上紧密粘贴高分子聚合物薄板制成,相比四边支撑超材料板,其具有更加优越的低频隔声能力。在声波垂直入射条件下,采用有限元仿真对其隔声特性进行研究,结果表明在248 Hz处出现了一个明显的隔声峰,隔声量达到了31 dB。为拓宽低频隔声频带,在超材料板上布置质量块,仿真结果表明在152~560 Hz范围内出现了三个密集的隔声峰,最高隔声量达26 dB,从而一定程度上实现宽频隔声效果;同时在120 Hz处出现了一个隔声量为18 dB的隔声峰。最后搭建了基于小型箱体的隔声实验平台,可以发现实验测试结果与仿真结果具有较好的一致性,从而验证了轻质声学超材料板良好的低频宽带隔声性能,说明了两边支撑声学超材料板具有广阔的工程化应用前景。     

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。     

高速列车夹芯地板结构隔声特性研究

采用传递矩阵法,建立高速列车内地板的声学特性分析模型,探索不同三明治夹芯板材料和结构对高速列车内地板隔声特性的影响,并根据内地板结构的传递损失评价具有不同参数的三明治夹芯板的隔声性能。通过不同的表层材质（木材、铝材、钢材）、厚度和蜂窝夹层密度,进行了内地板隔声量变化规律的分析和比较。探寻拟定隔声性能优越的三明治夹芯板材料类型和结构型式。结果表明,（1）表层夹板厚度一定,钢材作为表层材料,内地板隔声量最好,其次是铝材,最后是木材;（2）表层厚度影响,木材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～1.5 dB。铝材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～3 dB。钢材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～5 dB;（3）蜂窝板密度降低一半,内地板隔声量有增加趋势,但影响较小。     

增强材料的排列形式对复合材料隔声性能影响的实验研究

为了探讨复合结构与隔声性能之间的关系 , 探索降低低频噪声的新途径 , 设计并制备了增强材料纵向排列和横向排列的玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料 , 采用混响室2静音箱法对其隔声性能进行了测试分析。研究表明: 增强材料的排列形式对复合材料的隔声性能有明显的影响 , 复合材料的厚度超过 5 mm后 , 在相同厚度和面密度的条件下 , 纵向排列的玻璃纤维织物增强复合材料比横向排列的玻璃纤维织物增强复合材料对低频和低2中频的隔声性能好 ; 且随着复合材料厚度的增加其差异增大。因此 , 可以通过改变增强材料的排列形式来改善复合材料对低频和低2中频噪声的隔声性能。      

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.     

复合板隔声性能分析

在隔声设计中单层墙和双层墙应用广泛，复合墙板也受到广泛关注。以波传递理论为基础，推导了一般情况下具有中间夹层结构的复合板的隔声公式。并且分析了在复合隔声结构的设计中特性阻抗和波数等参数对隔声性能的影响，对隔声量预报有一定的指导意义。     

碳纤维铝蜂窝夹芯复合结构隔声性能研究

铝蜂窝夹芯复合结构在航空工业、高速列车及汽车车体中得到越来越多的应用,其隔声性能对车内及机舱噪声有重要影响。建立了碳纤维铝蜂窝夹芯复合结构有限单元模型,用有限单元法计算了结构在声载荷激励下的响应,并计算分析了复合结构的隔声性能,分析了碳纤维复合面板厚度、面板层数、铺设角度、铝蜂窝芯层的厚度、铝蜂窝壁厚对隔声性能的影响。研究结果表明,面板采用碳纤维复合结构时,在小于1 000 Hz的低频段,相同面板厚度的铝蜂窝复合结构隔声性能比全铝合金材料的铝蜂窝夹芯复合结构有所降低,而且在高频段会出现隔声量更低的隔声低谷;相较于铝合金面板,复合结构的面板采用碳纤维复合材料时,能够实现整体结构轻量化也提高复合结构的隔声性能;各层之间按相对90°铺设时复合结构隔声性能最好;随着面板厚度的增加复合结构隔声性能增加,面板层总厚度不变的情况下,单层面板或者过多的层数都会使复合结构隔声性能降低。     

高速列车铝型材外地板减振降噪特性分析研究

基于统计能量分析方法并结合声振分析软件VA One,建立铝型材外地板的声学仿真预测模型,计算分析约束阻尼层厚度对型材的隔声量、声辐射系数的影响,以及结构平均隔声量和计权隔声量的变化趋势。计算结果表明：改变约束阻尼层的厚度,在低频区对结构减振降噪性能的影响较小;对高频区的影响较大,增加约束阻尼层的厚度对型材减振降噪的性能并不总是起着积极作用,当其厚度到达一定值时,反而会使型材向外辐射噪声的能力增强。平均隔声量和计权隔声量均随着约束阻尼层厚度的增加而增大,且计权隔声量大于平均隔声量。     

常用墙体隔声性能的影响因素及改进措施

墙体空气声隔声性能对室内声环境的舒适程度具有决定性的影响,如何对常用墙体构造进行隔声性能优化,是高品质建筑室内声环境设计的重要工作。文中采用现场测试和COMSOL Multiphysics 5.5计算软件模拟的方法,研究了常用墙体在不同频段下的空气声隔声性能。结果表明,墙体隔声性能的变化趋势符合墙体的质量定律分析,隔声量与墙厚度、面密度之间具有较好的线性关系,计权隔声量随厚度、面密度的增加而增大;墙体隔声性能的优化不宜盲目增加墙体厚度,而是要根据墙体构造的特点和所处的噪声频段进行优化,在混凝土墙体中添加0.3%的聚丙烯纤维和0.5%的聚氨酯吸声材料后,墙体计权表观隔声量可提高1~2 dB,在多孔砖或砌块类的孔洞中填充密度为31.5 kg·m^-3的岩棉,墙体计权表观隔声量可提高4 dB,将轻钢龙骨的单位长度质量从0.82 kg·m^-1增加至1.23 kg·m^-1,石膏板的厚度从12 mm增至15 mm时,墙体计权表观隔声量可提高2~3 dB。     

玻璃纤维复合材料板隔声性能的研究

选择树脂基玻璃纤维复合材料板,测量其辐射效率和损耗因子,研究纤维排布方式及纤维用量的影响,结果表明,纤维正交和单向铺设对玻璃纤维板辐射效率的影响基本相同,纤维的用量在10%~70%变化时,也没有明显的变化;对损耗因子的影响,在160~1000Hz范围内,单向玻纤复合材料板的阻尼比正交排布的低,而在2000~8000 Hz范围两者基本相同的。在中低频范围内,正交排布比单向排布对阻尼的影响更加显著。通过测试复合材料和金属铁的隔声量,在160~8000Hz范围内,玻璃纤维复合材料板没有出现隔声谷。提出纤维复合材料板中纵波波速公式,计算复合材料板的隔声量,与测量结果吻合良好。     

软硬层状聚氯乙烯复合结构材料的制备和声学性能

为了解决噪声污染问题,以聚氯乙烯(PVC)为基体,添加硫酸钡(BaSO_4)、硅藻土(DE)和AC发泡剂等填料,利用熔融共混法分别制备了硬层PVC/BaSO_4复合材料和软层PVC/DE、PVC/DE/AC复合材料,通过热合层压的方法制备得到软硬层状PVC复合材料。研究了填料种类、添加量及材料结构对软硬层状结构材料的吸声、隔声性能和动态力学性能的影响。结果表明,软硬层状复合结构材料比单层复合材料的隔声效果大大增强,平均隔声量随BaSO_4含量的增加而增大。当BaSO_4质量分数为50%时,软硬层状复合结构材料的平均隔声量最大,为40.3 dB。     

不同结构型式与参数单层窗隔声性能试验分析

通过试验研究玻璃形式与规格、窗框型材、开启方式与密封形式对单层隔声窗隔声性能的影响,结果表明:玻璃形式对平开窗的计权隔声量影响较小,但低频共振现象存在显著差异;单层窗在低频段隔声效果基本相近,对200Hz~2 000 Hz频段,真空玻璃、夹胶中空玻璃形式窗隔声性能相对最好;塑钢窗的隔声性能稍好于断桥铝型材窗,且二者皆显著优于普通铝合金窗;增大窗框型材厚度可有效提升整体隔声性能;平开窗隔声性能显著优于推拉窗,两者差异主要体现在中高频段吻合效应的严重程度;而采用包覆式密封条对提升推拉窗隔声量有一定效果。以上结论可为降噪工程设计提供参考依据。     

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。