声学材料主要包括吸声材料、隔音材料和阻尼材料。 在声学材料的使用中,首先需要设计声学材料的频率范围,使其与噪声控制对象的噪声频率相匹配。 还需要考虑降噪物体可使用的声学材料的重量要求、厚度要求、工作温度、湿度等。 环保、隔热/散热、防腐等各种要求。
阻尼材料的作用
工程中,一些常见的动力机械的机盖、管道、船体、车体等大多采用金属板材制成。 当这些薄片被激发时,它们会辐射出强烈的噪音。 这类由金属板结构振动引起的噪声称为结构噪声。
控制结构噪声一般有三种方法:一是减小激振力;二是降低激振力。 二是修改结构的参数,错开结构的固有频率和激振力的频率; 三是增加系统阻尼,抑制结构振动。 噪声,这种措施称为阻尼减振。 相比之下,在大多数工程实践中,阻尼减振技术是上述三种解决方案中最经济、最简单、最有效的方法。
粘弹性阻尼材料的主要成分是高分子化合物,通常称为聚合物或聚合物。 由于它们兼有粘性液体和弹性固体的特性,故又称粘弹性材料。 凡是以聚合物为基体材料的阻尼材料习惯上称为粘弹性阻尼材料。
粘弹性阻尼材料是按不同比例结合能量储存能力(弹性部分)和能量损失能力(粘性部分)的材料。 当受到交变应力时,作用在弹性元件上的机械能像势能一样被储存起来,然后返回到外界,材料呈现弹性行为。 作用于粘性成分的另一部分能量不会返回外界。 由于材料的内摩擦,转化为热能而散发掉。 振动的幅度随着时间的推移迅速衰减,从而起到减振作用,辐射噪声也随之增大。 并减少。
吸声材料的作用
吸声是指声波在介质中传播时声能的衰减。 当声波在空气中传播时,由于空气中粒子振动产生的摩擦力,声能转化为热能而损失掉。 声波随着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,部分声能被材料吸收,导致声能减少,称为材料吸声。
实际特定材料或结构的阻抗一般不是无穷大,因此它们在一定程度上吸收入射声波。 因此,我们将具有良好吸声效果的材料或结构称为吸声材料。 一般来说,吸声系数α>0.2的材料称为吸声材料,吸声系数α>0.8的材料称为强吸声材料。 吸声材料主要包括多孔吸声材料和共振吸声结构。

多孔吸声材料是具有许多孔隙、能吸收声能的材料。 其主要结构特征是材料从表面到内部都有相互连通的孔隙。 多孔吸声材料是目前应用最广泛的吸声材料。 目前常见的多孔吸声材料有纤维吸声材料、泡沫吸声材料、颗粒吸声材料等。
多孔吸声材料内部存在大量的小孔隙。 这些微小的孔隙相互连通,直接通向材料的表面。 当声波入射到这种开孔材料的表面时,一部分声波会穿透到材料内部,一部分声波会穿过材料。 表面反射。 当透入材料的声波在缝隙和小孔中传播时,空气运动会产生粘性和摩擦力。 同时,小孔内的空气受压缩时温度会升高,稀疏时温度会降低。 材料的热传导作用会使声能逐渐转化为热能并被消耗。 这种能量转换是不可逆的,因此材料会产生吸声现象。
工程中广泛使用的另一种类型是共振吸声结构。 每个结构都有自己的共振频率。 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。 此时,声波激发结构振动,振幅达到最大。 因此,从节能的角度来看,反射的声能将被最小化,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现象,即在某一频率处吸声系数达到最大值,在此频率附近吸声系数逐渐减小,远距离吸声系数远离这个频率很小。 共振式吸声结构可以在中低频达到良好的吸声性能。
因此,在工程实践中,为了拓宽吸声材料的吸声频带,可采用共振吸声结构与多孔吸声材料复合的方法。
隔音材料的作用
隔音是一种减少声波传播路径中噪音的方法。 其效果比吸音降噪更为明显,因此隔音是获得安静声环境的有效措施。 根据声波传播方式的不同,隔声通常分为两类:一类是空气隔声;另一类是空气隔声。 另一种是冲击隔音,也称为固体隔音。 通过空气传播的噪音一般称为空气声,如飞机噪音、汽车喇叭声、人的歌声等。
使用墙壁、门、窗或屏障来隔离空气中传播的声音称为空气隔音。 由于建筑物内的机械振动而产生并通过结构传播的噪声,如地板上行走的脚步声、拖拉桌椅的声音、儿童跳跃的声音以及开关门窗时的碰撞声等,称为冲击声,也称为结构声。 或固体噪音。 利用弹性阻尼材料进行隔振或减振以隔离结构中传播的冲击噪声的方法称为冲击隔声。
一般来说,建筑隔声构件的表面应采用比较坚硬致密的材料,对于入射到其上的声波有较强的反射作用,大大减少透过的声波,从而起到隔声的作用。 吸声材料的表面一般多孔且柔软,对入射到其上的声波有较强的吸收和透射作用,大大减少反射声波。 这是吸声材料和隔音材料的主要区别。
如果隔声材料按使用场合分类,主要可分为建筑用隔声材料、隔声装置、产品设备隔声。 对于空气声,建筑隔声材料主要包括墙体、门窗等,由于这些材料主要用于建筑隔声,建成后不需要移动,对重量要求不高。 因此,这类材料一般密度较大,成本也较经济。

对于产品设备的隔音材料,如客车、高铁、飞机等机舱内的隔音材料,需要使用隔音垫等隔音材料。 这些材料一般由高分子聚合物组成。 由于隔音质量定理以及这些产品的轻量化要求,这些隔音垫的密度需要根据实际情况进行设计。
在隔声材料的实际设计和应用中,首先要求设计出在噪声频段内尽可能隔声且结构尽可能轻薄的隔声结构。 同时,在实际使用中,还需要考虑现场密封等组合结构对整体绝缘的影响。 声音的影响。
本文介绍了降噪工程中常用的阻尼材料、吸声材料、隔声材料的主要作用。 在实际降噪工程中,这些材料可以根据需要以单一形式或复合结构体现。 例如,为了提高结构的隔音效果,目前普遍采用隔声-吸声-隔声的夹层复合隔声结构; 在油气管道或中央空调等壳体结构的降噪中,也采用阻尼-吸声-隔热的方法。 声学这种包裹结构。
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