
多孔性吸聲材料就是有很多孔隙的能吸收聲能量的材料,其主要構(gòu)造特征是材料從表面到內(nèi)部均有相互連接的孔隙。多孔性吸聲材料是目前應(yīng)用廣的吸聲材料。目前常見的多孔吸聲材料包括纖維性吸聲材料、泡沫吸聲材料和顆粒吸聲材料等。多孔吸聲材料內(nèi)部具有大量的小孔,這些微小細孔相互連通并直接通向材料的表面,當(dāng)聲波入射到這種開孔性材料表面時,一部分聲波會透入材料內(nèi)部,一部分聲波在材料表面反射。透入材料內(nèi)部的聲波在縫隙和小孔中傳播時,空氣運動會產(chǎn)生粘滯和摩擦作用,同時小孔中空氣受壓縮時溫度升高,稀疏時溫度降低,材料的熱傳導(dǎo)效應(yīng),從而使聲能逐漸轉(zhuǎn)變成熱能所消耗,這種能量的轉(zhuǎn)變是不可逆的,因此材料就產(chǎn)生了吸聲作用。在工程中,常見一些動力機械的外罩、管道、船體、車體等,它們大多是金屬薄板制成的,這些薄板受到激振后,能輻射出強烈的噪聲。這類由金屬薄板結(jié)構(gòu)振動引起的噪聲稱為結(jié)構(gòu)噪聲。控制結(jié)構(gòu)噪聲一般有三種方法:種是減小激勵力;其次是通過修改結(jié)構(gòu)的參數(shù),以錯開結(jié)構(gòu)固有頻率和激勵力頻率;第三則是增加系統(tǒng)的阻尼,以抑制結(jié)構(gòu)振動減小噪聲,這種措施稱為阻尼減振。相比較而言,在大多數(shù)工程實際中,阻尼減振技術(shù)是上述三種方案中經(jīng)濟、簡單以及有效的辦法。 粘彈性阻尼材料的主要成分是高分子化合物,通常也被稱之為高聚物或聚合物,由于它同時具有黏性液體和彈性固體的特征,故又稱之為粘彈性材料。凡是以聚合物作為基體材料的阻尼材料,習(xí)慣上稱之為粘彈性阻尼材料。粘彈性阻尼材料是能量蓄積能力(彈性部分)和能量損耗能力(黏性部分)以不同比例結(jié)合的材料。在經(jīng)受交變應(yīng)力的作用時,作用到彈性成分的機械能像位能那樣存儲起來,然后再返回外界,材料表現(xiàn)為彈性。而作用到黏性成分的另一部分能量則不返回外界,由于材料的內(nèi)耗,轉(zhuǎn)化為熱能而被耗散掉,振動的幅值隨時間迅速衰減,從而起到減振作用,輻射的噪聲也因此而降低。 粘彈性阻尼材料的阻尼能力用它的動態(tài)力學(xué)性能表征,有: M*=M+jM' β=M'/M (1)式中:M*為復(fù)數(shù)模量,如楊氏模量、彎曲模量等;M為復(fù)數(shù)模量實部,稱為儲能模量;M'為復(fù)數(shù)模量虛部,稱為耗能模量;β(tanδ)為損耗因子;δ為相位角,也稱損耗角。隔聲是聲波傳播途徑中的一種降低噪聲方法,它的效果要比吸聲降噪明顯,所以隔聲是獲得安靜聲環(huán)境的有效措施。根據(jù)聲波傳播方式的不同,通常把隔聲分成兩類:一類是空氣聲隔聲;另一類是撞擊聲隔聲,又稱固體聲隔聲。一般把通過空氣傳播的噪聲稱為空氣聲,如飛機噪聲、汽車喇叭聲以及人們唱歌聲等。利用墻、門、窗或屏障等隔離在空氣中傳播的聲音就叫做空氣聲隔聲。建筑因機械振動中通過結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和傳播而來的噪聲,如樓板上行走的腳步聲、桌椅的拖動聲、蹦跳以及開關(guān)門窗時的碰撞聲等,稱為撞擊聲,又叫結(jié)構(gòu)聲或固體聲。利用彈性阻尼材料進行隔振或減振的方法來隔離在結(jié)構(gòu)中傳播的撞擊噪聲就叫做撞擊聲隔聲。一般說來,建筑隔聲構(gòu)件的表面應(yīng)該是比較堅硬密實的材料,對于入射其上的聲波具有較強的反射,使透射的聲波大大減小,從而起到隔聲作用。而吸聲材料的表面一般是多孔松軟的,對入射其上的聲波具有較強吸收和透射,使反射的聲波大大減小。這是吸聲材料和隔聲材料的主要區(qū)別。隔聲材料如果按照使用場合分類的話,可主要分為建筑用隔聲材料、隔聲器件以及產(chǎn)品設(shè)備內(nèi)的隔聲等。對于空氣聲建筑隔聲材料主要包括墻、門、窗等。這些材料由于主要用于建筑隔聲用,它建成后不需要搬動,也不會對重量有較高的要求,因此這類材料一般具有較大的密度和較為經(jīng)濟的成本。而對于產(chǎn)品設(shè)備的隔聲材料,如乘用車、高速列車、飛機等艙室內(nèi)隔聲材料,需要采用像隔聲墊一樣的隔聲材料。這些材料一般由高分子聚合物構(gòu)成,由于隔聲的質(zhì)量定理和這些產(chǎn)品的輕量化要求,因此這些隔聲墊的密度需要根據(jù)實際情況設(shè)計。隔聲材料在實際設(shè)計和應(yīng)用時,首先是要求設(shè)計噪聲頻帶范圍內(nèi)隔聲量盡可能大,結(jié)構(gòu)盡可能輕薄的隔聲結(jié)構(gòu);同時在實際使用中還需要考慮現(xiàn)場密封以及其他組合結(jié)構(gòu)對整體隔聲的影響。對于阻性的設(shè)計主要包括本身的結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及吸聲材料的設(shè)計。的結(jié)構(gòu)形式一般而言需要在壓力損失和利于消聲通道上進行折中考慮。同時吸聲材料的吸聲性能越好,的消聲性能也就越好。對于中聲學(xué)材料應(yīng)滿足以下要求:1. 吸聲材料本身應(yīng)該是環(huán)保材料,盡量避免使用玻璃纖維、巖棉等吸聲材料,以防止這些材料在使用中,受到氣流長時間的作用,而擴散到戶外或室內(nèi),從而引起環(huán)境污染或?qū)θ藛T健康產(chǎn)生影響。2. 水汽對吸聲材料不會產(chǎn)生不可逆的物理或化學(xué)改變。即吸聲材料遇到水汽后,當(dāng)水汽干燥后,吸聲材料能夠恢復(fù)原來的物理和化學(xué)特性。3. 吸聲材料盡量在較薄的尺寸,具有良好的寬頻吸聲性能。如果吸聲材料較厚,則將會大大增加的結(jié)構(gòu)尺寸,這在實際應(yīng)用中是受到限制的。但是通常而言,吸聲材料越薄,其中低頻吸聲性能越差,往往不能達到滿意的消聲效果。因此實際上,主要的聲學(xué)需求還是如何設(shè)計相應(yīng)的吸聲材料,以滿足其消聲要求。
南京同韻聲學(xué)科技有限公司成立于2013年,主要是為各類工業(yè)設(shè)備和家用電器的噪聲問題開展系統(tǒng)和完整的噪聲控制服務(wù),即針對各類產(chǎn)品的噪聲,開展噪聲測試分析,降噪方案設(shè)計,聲學(xué)材料設(shè)計以及降噪方案實施和評價,系統(tǒng)完整的解決該產(chǎn)品的噪聲問題。 公司目前已成立了一支由聲學(xué)博士為核心的技術(shù)研發(fā)隊伍,已發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文和申報。公司于2013年度獲得南京型科技創(chuàng)業(yè)計劃,于2015年通過屆江蘇省社會信用管理貫標(biāo)驗收。公司現(xiàn)與同濟大學(xué)和國防科技大學(xué)等相關(guān)院系建立了良好的合作關(guān)系。公司技術(shù)特點在于: 1)具備深厚的振動噪聲理論和測試經(jīng)驗,可開展系統(tǒng)的噪聲與振動控制理論和測試技術(shù)等培訓(xùn)。 2)具備大量的工業(yè)設(shè)備和家用電器等項目噪聲控制經(jīng)驗。 3)具備吸聲材料、隔聲材料和阻尼材料的設(shè)計能力以及豐富的聲學(xué)材料數(shù)據(jù)庫。 4)已建成LMS 12+ 振動噪聲掌上采集和分析系統(tǒng)、B&K PULSE 振動噪聲采集和輸出系統(tǒng)、B&K 聲強探頭、B&K 傳聲器校準(zhǔn)系統(tǒng)和B&K PULSE振動噪聲分析軟件。這些設(shè)備不但可以開展振動特性檢測、隔振效果評估、模態(tài)測試分析、環(huán)境噪聲評估、混響測試、隔聲測試與評估以及聲功率測試等噪聲測試;還可以開展聲源識別分析工作,這樣可以把聲源的位置準(zhǔn)確找到,從而為后續(xù)的降噪設(shè)計提供必要的依據(jù)。 隨著噪聲控制業(yè)務(wù)的拓展,目前公司已成功為航天電機,金風(fēng)科技等企業(yè)提供了系統(tǒng)的噪聲控制服務(wù);還為企業(yè)車間以及各類商業(yè)建筑,如商務(wù)辦公、星級酒店、博覽和培訓(xùn)等提供了的噪聲測試,分析和設(shè)計等工作。