基于统计能量法的单双层玻璃窗隔声量分析

根据统计能量法（SEA）的基本原理,给出相关参数、运动方程以及功率平衡方程的表达式。进而在等厚度的单、双层玻璃窗隔声模型中,采用SEA对其隔声性能进行分析。结果表明：在125 Hz～4 000 Hz频率范围内,单、双层玻璃窗模型的预报隔声量与实测数据的误差分别在3 dB和7 dB以内（临界频率除外）,边框有吸声处理的双层玻璃窗较单层玻璃窗的平均隔声量高13 dB左右;在500 Hz～4 000 Hz范围内,空气层的厚度每增加50 mm,双层玻璃的隔声量相应提高1 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。     

循环载荷下中空玻璃的承载特点

通过对不同结构的中空玻璃在循环载荷下的挠度和应力进行测量,分析了循环载荷下中空玻璃内、外片厚度比,空气层厚度对其承载性能的影响。实验结果表明:循环载荷下,空气层阻尼力增大,使外片玻璃承受更大比例的载荷,但内、外片玻璃刚度仍是决定其载荷分配的主要原因;循环载荷下,内、外片厚度相差越大,中空玻璃的等效厚度越大;空气层厚度对中空玻璃承载性能影响较小。进行中空玻璃生产时,应合理选择内、外片厚度及空气层厚度,以达到最佳的设计效果。     

丁基橡胶复合材料薄片吸声性能研究

以1mm厚IIR薄片为基体,研究了其中炭黑、中空玻璃微珠、铝粉含量对材料吸声性能的影响情况.研究表明,1mm厚IIR薄片的第一吸声频带为3150～5000Hz,吸收峰频率为4000Hz,吸声效果以中空玻璃微珠最好,炭黑次之;当玻璃微珠/IIR=0.5时,材料出现第二个吸收频带2000～3000Hz,第二吸收峰频率为2500Hz,在频率为2500Hz处其最高吸声系数达0.15;当铝粉/IIR=(0.5～1.0)时, 随着铝粉含量的增加,复合材料的第一吸收频带逐渐向低频移动.在玻璃微珠/IIR、铝粉/IIR材料中加入金属网,可以有效地强化复合材料的低频吸声效果.     

一种新型隔热涂料的制备及性能研究

以苯丙乳液为成膜剂,硅烷偶联剂处理后的中空玻璃微珠为功能隔热填料合成新型的隔热涂料。结果表明,用硅烷偶联剂预处理中空玻璃微珠后涂料附着力能提高1个级别;涂层导热系数随中空玻璃微珠粒径的增加呈现先减小后增大的趋势,当中空玻璃微珠的粒径为58μm左右时导热系数比其它粒径制得涂料的导热系数降低6%～28%;随涂膜厚度的增加,隔热效果增强,但当涂膜厚度增大到0.3mm时,继续增加涂膜厚度,隔热效果几乎不再增强;当中空玻璃微珠含量小于10%时,热反射率随中空玻璃微珠在隔热涂料中含量的增加显著增加,超过10%后,热反射率增加速率减缓,当达到12%时,涂料的热反射率值最高,继续增加玻璃微珠含量,热反射率几乎不增加。     

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。     

加强筋截面类型对轨道车辆板件结构隔声影响研究

针对轨道车辆轻量化设计后可能带来的隔声性能降低问题,研究不同截面加强筋铺设对板件隔声性能的改善效果。基于混合有限元-统计能量分析(Hybrid FE-SEA)方法建立轨道车辆加筋板结构隔声特性预测分析模型,系统分析T型、L型、I型和矩形加强筋截面类型对板件隔声性能的影响。研究结果表明,加筋板的刚度和1阶固有频率皆比均质板大,且随加强筋厚度的增大而增大;当加强筋厚度恒定时,T型加筋板的刚度和1阶固有频率最大,L型加筋板次之;敷设厚度15 mm的加强筋,板件的隔声性能最佳;当加强筋的质量、厚度、腹板面积及尺寸、翼板面积相等时,各类型加筋板的计权隔声量Rw差异不大;板件加筋后,刚度控制区的隔声量增幅3 dB~17 dB,1 250 Hz~4 000 Hz中高频段的隔声量增幅1 d B~6 d B。综合分析可知,以计权隔声量为评价标准时,在加强筋质量、腹板面积、翼板面积及尺寸相等时,敷设厚度15 mm加强筋,板件的隔声性能最佳,Rw较均质板可提高1.4 dB~1.5 dB,而加强筋厚度恒定时,T型和L型加筋板的刚度又最佳。相关研究成果可为轨道车辆板件结构加筋优化提供设计参考。     

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。     

高速列车车体轻量化层状复合结构隔声设计

随着高速列车车体结构轻量化的发展,层状复合结构车体在高速列车上得到广泛应用,提高层状复合结构的隔声性能,是高速列车减振降噪的关键技术。基于传递矩阵法,建立"铝板+多孔材料层+空气层+碳纤维增强板"的典型高速列车层状复合结构车体隔声计算分析模型,并分析多孔材料和空气层对层状复合结构车体隔声性能的影响。结果显示,混响声场激励下,在铝板和碳纤维增强版之间仅增加空气层只能提高车体结构高频隔声量,低频部分会由于"板-空气-板"的系统耦合共振,形成显著吻合谷,导致其隔声性能在吻合谷频率处大幅下降。对此,利用多孔材料吸声原理,提出在空气层中增加吸声材料层,抑制隔声吻合低谷,通过优化设计,得出"铝板+空气层+吸声材料+空气层+碳纤维增强板"的优化结构形式,在实现车体轻量化目标同时,可有效提高其隔声性能。     

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。     

中空玻璃传热系数测定结果的不确定度评定

采用CD-8080型双试样导热系数测定仪按GB/T 22476—2008《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》中的防护热板法对某结构为6mm透明普通玻璃+12mm空气层+6mm透明普通玻璃的中空玻璃的稳态传热系数进行了测定,并依据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》对试验过程中影响测定结果的各不确定度分量进行了评定。结果表明:该中空玻璃的稳态传热系数为U=（2.8±0.2）W·m^-2·K^-1,包含因子k=2;其中,由标准板标定,确定加热单元计量部分平均热流量引入的不确定度为影响中空玻璃稳态传热系数测定结果准确度的主要因素,由温度测量引入的不确定度其次,由数值修约引入的不确定度最小。     

聚氨酯改性聚异氰脲酸酯声学材料的研究

以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)和聚醚多元醇为原料,采用聚氨酯改性方法合成缮了改性聚异氰脲酸酯泡沫体声学材料,并用扫描电子显微镜分析了泡沫的泡孔结构,还对泡沫的吸隔声性能、拉伸性能和阻燃性能进行了研究.实验结果表明,研制的泡沫材料具有比较均匀的泡孔结构,并具有较好的吸隔声性能、阻燃性能及拉伸强度,当泡沫材料厚度为20mm时,在125Hz～4000Hz范围内的平均吸声系数为0.34(驻波管法),在125Hz～8000Hz范围内的平均隔声量(声强法)21.7dB,氧指数为30.5,拉伸断裂强度为614.9kPa.另外研究结果还表明,在以聚氨酯改性聚异氰脲酸酯泡沫为主体材料的复合材料中,表面所加的饰面层对其吸隔声性能一般有较大的影响.     

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。     

不同构造参数双层窗隔声性能试验研究

通过试验研究玻璃构造形式与规格、开启方式与密封形式、双层窗间距及窗框型材对双层窗隔声性能的影响,分析得出:玻璃构造形式与规格对双层窗的计权隔声量影响较小,其空气声隔声量频率特性曲线相近,低频共振频率主要出现在160~250 Hz范围;外平开/内推拉形式双层窗的隔声性能与双平开形式双层窗相当,均显著优于双推拉形式双层窗,且推拉窗采用包覆式密封条替换普通毛条,对提升外平开/内推拉形式双层窗的隔声量有一定效果;在相同条件下,当两层窗之间的间距大于90 mm时,双层窗构件的计权隔声量相近,隔声性能优于间距为80 mm的双层窗。     

带背腔薄膜型声学超材料低频隔声特性分析

为弥补传统材料难以有效控制低频噪声的不足,提出一种由弹性薄膜、穿孔质量环和背腔组成的薄膜型声学超材料,建立单元声固耦合有限元模型,分析其在10 Hz～700 Hz频段内的薄膜振动特性,探讨薄膜预应力、穿孔半径、背腔高度、附加质量和薄膜厚度对隔声性能的影响规律,并研究基于协同耦合隔声机理的多单元组合隔声效果。结果表明：薄膜与背腔和穿孔结构耦合能丰富薄膜在低频处的振动形式,较传统Helmholtz 共振腔和薄膜型声学超材料具有更宽的隔声频带;在考虑频段范围内存在6 个声衰减峰,背腔高度、薄膜厚度和预应力的改变可使第三和第四峰值产生明显频率偏移,多单元协同耦合可实现一定频率范围内的连续宽带隔声,分析结果可为低频噪声的轻质和宽带控制提供理论参考。     

内前围隔音垫隔声性能研究

发动机噪声是汽车主要噪声源,内前围隔音垫是发动机噪声向乘员舱传递路径中最重要的声学零部件。参照混响室-消声室法隔声测试原理,在LMS Virtual.lab中建立EVA+PU形式的内前围隔音垫平面件隔声性能仿真分析计算模型,仿真分析计算结果与试验测试结果在315~2 000 Hz频率范围内相差0.5~2.0 dB,总体满足工程要求。利用仿真分析方法和模型,对12种内前围隔音垫隔声结构的隔声量进行了计算,并计算了隔声效率,结果显示EVA厚度选取2.5 mm,PU材料密度选取50 kg/m~3时,隔声效率最大,可作为内前围隔音垫隔声结构的设计方案,内前围零件隔声量实验测试结果验证了这一结论。     

穿入铜纤维薄微穿孔板的吸声性能

提出在薄微穿孔板微孔中穿入铜纤维的结构,有效拓宽薄微穿孔板的吸声频带,提高吸声系数,使微穿孔板吸声性能在中低频得到很大的提高。研究结果表明,样品直径为100 mm, 29 mm,穿孔直径为1 mm,厚度2 mm,穿孔率为3 %的微穿孔板,穿入铜纤维的直径为0.13 mm,穿入铜纤维为3和4根时,在100 Hz ~ 1 600 Hz内,共振吸声系数[α0]达0.99;穿入7至9根时,吸声频带可拓宽1 000 Hz以上;随着穿入纤维数量的增加,吸声频带显著向低频移动,当穿入11根时,移动幅值为464 Hz。     

低温环境下复合材料飞机壁板结构隔声特性研究

环境温度变化影响复合材料壁板的隔声性能,关系到飞机舱内噪声水平,是一个亟待研究的问题。文章开展常温和低温状态下的隔声建模方法研究,然后搭建常温和低温环境下的复合材料壁板结构隔声性能测试系统,实测结果和数值计算结果基本一致。最后通过大量隔声试验,获得复合材料壁板低温环境下的隔声性能特点,进一步分析温度从-40℃~40℃变化时复合材料壁板在50～10 000 Hz 1/3倍频程的隔声规律。试验结果表明,在中心频率为50~500 Hz时,复合材料壁板在低温环境下的隔声性能总体好于常温下的隔声性能,且温度对壁板隔声量的影响较大。     

玻璃微珠/PI气凝胶复合材料的制备与吸声性能研究

PI气凝胶是一种多孔吸声材料，但对中低频声波的吸声效果欠佳。为了提高PI气凝胶对中低频声波的吸声性能，引入不同粒径(29μm、40μm、55μm)的玻璃微珠(HGM)作为复合相，采用溶胶-凝胶、CO₂超临界干燥等工艺制备了中低频声波吸声性能良好的HGM/PI气凝胶复合材料，研究了复合材料的性质(比表面积、收缩率、密度)、微观结构以及吸声性能，分析了HGM的粒径、添加量和复合材料本身厚度对复合材料吸声性能的影响。结果表明：复合材料的密度(0.156～0.208 g/cm³)、比表面积(107.8～399.8 m²/g)与HGM的堆叠密度和添加量有关。在500～6 300 Hz范围内，30 mm厚的空白样品(PI气凝胶)的吸声系数峰值为0.39(3 150 Hz),添加HGM后，相同厚度的复合材料在1 000～2 500 Hz出现峰值，较空白样品向低频方向移动，峰值大小为0.56～0.87,均高于0.39。对比发现，在1 000～2 500 Hz范围内，粒径为29μm的HGM与PI气凝胶复合后的材料吸声性能最好，粒径为40μ...