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。     

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。     

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。     

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。     

隔声板应用于混凝土阳台栏板隔声改造可行性分析

考虑既有住宅建筑阳台栏板为薄混凝土板可能存在隔声性能不足的风险,在降噪隔声改造过程中,为有效避免资源浪费及增加建筑垃圾,探索采取增设隔声板提升阳台栏板整体隔声性能的可行性。实验设计了3种不同厚度的混凝土板,实验室内测试其增设隔声板前后的隔声量。研究结果显示,随着厚度增加,混凝土板的隔声量有所提高,60~70mm厚混凝土板的交通噪声频谱修正后隔声量达到40dB以上;混凝土板临界频率位于160~250Hz频率范围,在临界频率以上范围基本符合质量定律;增设隔声板可一定程度提高混凝土板的隔声性能,但提升幅度差异性较大,一定范围内,增加混凝土板厚度对隔声性能提升效果较增设隔声板更有效。     

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.     

聚氨酯弹性体隔声性能的研究

研究了损耗因子、厚度和填料对聚氨酯弹性体隔声性能的影响．结果表明：在相同频率下材料的损耗因子大，隔声性能好；由于在低频下材料的特性阻抗与水的特性阻抗失配严重，其隔声量较高频时大．材料的隔声量随着厚度的增加而增加，但在低频下，当厚度增加到40mm以后，隔声量随厚度的增加而变化得很缓慢，且不符合厚度每增加一倍，隔声量增加6dB这一规律．片状填料的加入提高了材料的隔声性能，该填料在5％～25％之间时，其含量对隔声性能影响较小。     

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。     

高速列车阻尼喷涂式铝型材减振降噪特性试验

为探究某种阻尼材料对高速列车铝型材地板的减振降噪效果,以波纹状铝型材为基板,先后对其喷涂厚度为2 mm和4 mm的阻尼层,并在隔声室中进行空气声隔声及结构振动声辐射的测试及比对分析。结果显示,随阻尼层厚度的增加,铝型材的空气声隔声效果增加,尤其在500 Hz之后的中高频段;其中,2 mm阻尼层能在铝型材裸板的基础上使计权隔声量提高4.5 dB,阻尼层厚度增至4 mm,计权隔声量再提高2.4 dB。在100 Hz ～250 Hz,2 mm阻尼层对降低铝型材的振动声辐射水平起反作用,而4 mm阻尼层能够起到一定作用;在315 Hz ～400 Hz,阻尼层厚度对其振动声辐射几乎没有影响;500 Hz以上,随阻尼层厚度的增加,铝型材振动声辐射水平大大降低,其中,500 Hz、1 250 Hz和3 150 Hz 三个频段的降低量最为显著。     

隔声板应用于混凝土阳台栏板隔声改造可行性分析

既有住宅建筑阳台栏板为混凝土薄板,可能存在隔声性能不足的风险。在降噪隔声改造过程中,为有效避免资源浪费及增加建筑垃圾,探索采取增设隔声板提升阳台栏板整体隔声性能的可行性。实验设计了3种不同厚度的混凝土板,实验室内测试其增设隔声板前后的隔声量。研究结果显示,60 mm～70 mm厚混凝土板的交通噪声频谱修正后隔声量达到40 dB以上,临界频率位于160 Hz～250 Hz频率范围,在临界频率以上范围基本符合质量定律;增设隔声板可一定程度提高混凝土板的隔声性能,但提升幅度差异性较大,一定范围内,增加混凝土板厚度对隔声性能提升较增设隔声板更有效。     

聚氯乙烯基隔声材料中填充炼钢炉渣粉

将炼钢炉渣粉填充到玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料中制备了一种隔声材料 , 并利用双声道分析仪 ,分析研究了面密度与复合材料隔声性能的关系 , 比较了填充炼钢炉渣粉前后复合材料隔声量的变化 ; 利用动态热力学分析仪、SEM、 万能材料试验机等对材料的动态力学性能、 结构形态、 力学性能等进行了测试。结果表明 :复合材料的隔声性能在中低频段 (500～1000 Hz) 随着面密度的增加而增加 , 在高频段 ( > 1000 Hz) 变化不明显; 炼钢炉渣粉填充到复合材料中提高了材料在中低频段 (500～1000 Hz) 的隔声性能 ; 炼钢炉渣粉的填充对聚氯乙烯隔声材料的阻尼性能和力学性能也有一定的影响。     

氧化石墨烯/丁腈橡胶-聚氯乙烯复合材料的隔声性能

为了制备一种轻质隔声复合材料,以氧化石墨烯(GO)为隔声填料,通过熔融共混法制备了GO/丁腈橡胶-聚氯乙烯(GO/NBR-PVC)复合材料。采用SEM、XRD、DMA和万能材料试验机等对GO/NBR-PVC的结构形态、弹性模量和力学性能等进行测试;利用四通道阻抗管系统对隔声性能进行测试。结果表明,GO在NBRPVC基体中分散均匀;GO/NBR-PVC的拉伸强度、弹性模量和阻尼性能明显增大。隔声测试结果表明:GO的添加可以提高GO/NBR-PVC的隔声性能,尤其在低频段。当GO的质量分数分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%时,复合材料面密度几乎不变,隔声指数分别提高了0.8dB、1.1dB、1.5dB、1.2dB;而添加质量分数为30%的重质金属(HM)时,HM/NBR-PVC面密度明显提高,而隔声指数只提高了0.6dB。     

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。     

分布式通风隔声罩的设计和效果研究

针对动力设备同时满足降噪和散热的需求,提出一种周期分布式结构的通风隔声罩。隔声罩的罩壁内嵌通风消声单元,声波衰减的同时,气流可顺利通过罩壁进行耗散。介绍了分布式通风隔声罩的设计,并对其隔声性能进行了理论计算。通过分布式通风隔声罩对三种不同设备的插入损失分别进行了实际测量和分析。研究结果表明,在通过频率以上,隔声罩插入损失的计算值和实测值吻合较好,分布式通风隔声罩在其通过频率以上具有良好的隔声效果。该分布式通风隔声罩的有效降噪频率可根据不同声源的频率特性进行专一设计,适用于各种需要通风散热的设备的隔声。     

住宅浮筑楼板撞击声改善量试验

弹性材料应用于浮筑隔声楼板中,对于优化改善住宅楼板的撞击声隔声性能有重要意义,其中弹性减振层和浮板质量层的优选是关键技术措施。以发泡橡胶减振垫板和聚氨酯泡沫板为对象,试验、分析了其在不同加载方式下的测试厚度、动态刚度、共振频率、阻尼比等主要性能参数。然后以钢筋混凝土住宅分隔楼板为例,分别以发泡橡胶减振垫板和聚氨酯泡沫板作为弹性减振垫层,浇筑成型不同厚度的浮筑隔声楼板结构,测试其在不同厚度、不同作用时间下的撞击声压级及其变化规律,对比分析了其对住宅楼板撞击声改善量的影响。     

高速列车内地板隔音垫声学特性的研究

通过数值方法,以传递矩阵法建立车内地板声学模型,研究隔音垫不同材料参数和厚度对内地板隔声量的影响,分别考虑了在不同弹性模量、密度、阻尼系数以及随厚度变化的情况下,内地板隔声量的变化规律,然后确定隔声性能优越的隔音垫材料类型和结构型式。结果表明,有、无隔音垫,内地板隔声量的变化较大,铺设1 mm隔音垫与无隔音垫比较,内地板计权隔声量提高约5 dB;另外,隔音垫厚度对整个内地板隔声量影响也较大,隔音垫厚度每增加1 mm,内地板计权隔声量提高1 dB ～3 dB;隔音垫材料参数对整个内地板隔声量影响不大,弹性模态改变一个数量级,阻尼系数相差0.02,内地板隔声量几乎无影响。     

大厚度差真空玻璃隔声特性研究

Cabrera和Nugroho等人对3v3（3 mm单层玻璃+0.2 mm真空层+3 mm单层玻璃）、3v5以及5v5构造的真空玻璃进行了研究,结果表明真空玻璃的隔声特性符合薄板隔声理论,但10 mm单层玻璃较符合厚板隔声理论。因此需进一步研究当真空玻璃的厚度进一步增大后的隔声特性。文章增加真空玻璃厚度至3v10,采用现场声强测量法进行隔声测量,基于Davy和Sharp隔声理论建立了隔声模拟模型,对实测和模拟特性进行对比分析。结果表明,3v10真空玻璃的隔声特性更符合厚板隔声理论。与3v5真空玻璃相比,3v10真空玻璃的计权修正表观隔声量未明显提高,但有助于降低现场隔声等级隔声最低值与评价量之间的差值。