第6章 吸声.pptVIP

第六章 吸 声 第一节 吸声材料和吸声结构 第二节 吸 声 测 量 第三节 吸 声 设 计 根据不同的吸声机理，可将吸声材料和吸声结构分为以下几类。 一、多孔材料 二、柔性材料 三、膜状与板状材料 四、共振吸声结构 一、多孔材料 多孔材料的构造特征是在材料中有许多微小的间隙和连续的孔洞，这些间隙和孔洞具有一定的通气性能。当声波经过材料表面入射到内部时，就会引起孔隙中的空气运动，空气的粘滞性以及孔隙中的空气和孔壁与纤维之间的热传导导致产生热损失，从而使相当一部分声能转变为热能而被消耗掉，这就是多孔材料的吸声机理。常用的多孔材料有玻璃棉、矿渣棉、岩棉、毛毡、木丝板和吸声砖等。 多孔材料的吸声性能与材料的厚度、密度、背后空气层的厚度以及入射声波的频率有关。多孔材料的吸声系数一般都随着频率的增加而增大，在一定的频率下大致要达到固定值。多孔材料的厚度对吸声性能也有影响。若将多孔材料装置在离刚性壁一段距离处，即在其间留有一定厚度的空气层，则它的吸声系数就会增大。当空气层的厚度近似等于二分之一波长的整数倍时，吸声系数最小。另外，不同的温度和湿度对多孔材料的吸声性能也有一定的影响。 二、柔性材料 柔性材料是指内部具有许多微小的独立气孔的材料以及泡沫塑料。柔性材料基本上没有通气性能，在一定程度上具有弹性。它的吸声机理是，声波入射到材料表面时，很难透入到材料的内部，而只是使材料作整体的振动，从而为克服材料内部的摩擦而消耗了声能，引起声波的衰减。柔性材料的高频吸声系数很低，中低频吸声性能类似于共振吸收。 共振吸声结构主要有薄板共振吸声结构、单腔（亥姆霍兹共振腔）吸声结构以及穿孔板共振吸声结构等。 （二）单腔共振吸声结构 单腔共振吸声结构是由腔体V与颈口d组成的，腔体通过颈口与外部空气相通。当声波入射到单腔时，入射声能将激起孔洞处的空气分子作往复运动，孔洞处的摩擦阻力消耗声能。 如果入射声波的波长大于共振腔的尺寸，则其共振频率为 （6-3） 单腔共振吸声结构的最大特点是吸收频带窄，因此可以用于消除具有明显音调的低频噪声。 如果要使在共振频率附近较宽的区域内有良好的吸声性能，可以在颈口处放置一些诸如玻璃棉之类的多孔材料，或贴一层薄布等，以增加颈口部分的摩擦阻力。 （三）穿孔板共振吸声结构 穿孔板共振吸声结构是由穿孔的板和板后的空气层组成的，可以看作是由许多个单腔并联在一起。它的吸声机理实际上包括薄板吸声机理和单腔共振吸声结构机构两个方面，它的最高吸声系数也出现在共振频率f0处，而f0的计算公式与公式6-3类似， （6-4） 式中 D——穿孔板后空气层的厚度，单位为cm； Lk——Lk=t+0.8d； t——板厚，单位为cm； d——孔径，单位为cm； p——穿孔率（穿孔面积/总面积）×100%。 穿孔板共振吸声结构比单腔式的结构简单，而且能在比较宽的频率范围内得到令人满意的吸声效果。但在实际使用中，由于穿孔板吸声结构的性能不易控制，因此常用做多孔材料的护面板。用作护面板的穿孔板，孔径一般为3~10mm，穿孔率大于20%。 五、微穿孔板 微穿孔板是指在厚度不大于1mm（一般为0.2~1mm）的薄板上，在每平方米面积穿以上万个甚至几万个直径小于1mm的孔（穿孔率一般为1%~3%），并与板后一定厚度的空气层构成一定的结构。 六、吸声体 空间吸声体是一种分散悬吊于房间天花板下方的高效吸声结构。 吸声体可做成板状、球状、圆柱状、圆锥状、棱锥状、多面体状和楔状等多种形状。 第二节 吸 声 测 量 吸声测量的测量频率范围一般为100~4000Hz，在测量频率范围内，其频带宽度为1/3倍频程或倍频程。 吸声测量主要有两种方法，即驻波管法和混响室法。 一、驻波管法 （6-5） （6-6） （6-7） （6-8） （6-9） （6-10） 二、混响室法 混响室法要求试件的面积为10m2，试件的边缘距混响室墙面至少1m。声