1、毕业论文 文客久久网出品 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 贻贝壳粉夹层板吸声性能的实验研究 学 院： 学生姓名： 专 业： 海洋科学 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 文客久久网出品 目录 摘要 . 1 ABSTRACT. 2 1、引言 . 3 2、吸声材料的分类 . 4 2.1 多孔吸声材料 . 4 2.1.1 有机纤维材料 . 4 2.1.2 无机纤维材料 . 4 2.1.3 金属吸声材料 . 4 2.1.4 泡沫吸声材料 . 5 2.2 共振 吸声材料 . 5 2.2.1 薄板共振吸声材料 . 5 2.2.2 穿孔板共振吸声材料 . 5 2.2.3 微穿孔板共振吸声材
2、料 . 5 3、选题的依据和意义以及本文的研究内容 . 6 3.1 依据和意义 . 6 3.2 研究内容 . 6 4、实验操作 . 7 4.1 实验原理 . 7 4.2 实验材料 . 9 4.3 实验数据 . 10 4.4 结果分析 . 16 5 小结 . 19 参考文献 . 20 图示 . 21 致谢 . 22 毕业论文 文客久久网出品 贻贝壳粉夹层板吸收性能的实验研究 摘要 利用吸声材料来吸声降噪是减少噪声污染的重要途径之一 1。 吸声材料根据其机理可分为多孔吸声材料和共振吸声材料。此次初步探讨了利用驻波管法来测量新型材料贻贝壳夹层板的吸声系数。实验设计了 7 块圆板，对比分析了贻贝壳粒径
3、、分布密度，贻贝 壳层厚度以及加入穿孔对吸声系数的影响。本文侧重贻贝壳粒径和加入穿孔的方面，结论表明，粒径较小的贻贝壳粉夹层板在中低频的吸声效果相对较好，而对贻贝壳粉夹层板加入穿孔则无法体现贻贝壳的吸声效果 。 关键词 贻贝壳夹层板 吸声系数 驻波管 毕业论文 文客久久网出品 Research Of Shells Plywoods Sound Absorption Properties AbstractToday,one of the most important ways to acoustic noise reduction is using sound-absorbing materia
4、l.According to the mechanism,absorption material can be divided into porous absorption material and resonance absorption material.Here we investigate about using standing wave tube to measure the absorption coefficient of new material mussel shell.The experiment has designed seven piece of circular
5、plate.we contrast the effect of mussel shell particle size ,density distribution ,mussel shell thickness and the addition of perforation.This paper focus on mussel shell particle size and the addition of perforation.The conclusion show that the smaller particle size of mussel shell powder sandwich p
6、late in the low-frequency sound absorption effect is relatively good,but you can not join the perforation of the mussel shell powder sandwich board to reflect the absorption effect of the mussel shell. keywordsmussel shell plate ; absorption coefficient; standing wave tube 毕业论文 文客久久网出品 1、引言 控制噪声的基本途
7、径有四种 , 即隔声、吸声、阻尼和隔振 2/3, 其中吸声和阻尼是最基本的途径 , 也是应用最广泛的。控制声场环境质量最根本的物质手段是吸声材料。几乎每一种材料都有吸声性 , 但并不 是这些材料都称为吸声材料 4。一般把125Hz、 250Hz、 500Hz、 1000Hz、 2000Hz 和 4000Hz 这六个频率处的吸声系数称为材料吸声频率特性的标准 5, 它们的平均值大于 0. 2 的材料才称为吸声材料。 自从最早的吸声材料 -多孔疏松而透气的织物出现以来，科学家们不断尝试着各种材料，有天然的有机纤维材料，也有人工制作的无机纤维、泡沫吸声材料和金属吸声材料 6，它们都具有优秀的吸声性能
8、，但同时也在某些范围存在着局限性。本文探究的贻贝壳吸声性能旨在为舟山群岛新区的发展做出贡献，贻贝壳是舟 山海鲜市场的废弃物，很长时间来人们在享受贝壳肉鲜美的同时，也苦于对贻贝壳的处理。选择贻贝壳作为实验材料，有其科学的依据 :贻贝壳主要是有钙质组成，在成年累月的形成中，构成了其内部结构疏松多孔的特性 7。这些事实在一定程度上切合了一般吸声材料的特性。 本文是实验室条件下，应用驻波管对复合材料吸声系数进行测量，在掌握驻波管使用方法的前提下，通过对不同粒径、分布密度和厚度的贻贝壳夹层板以及参考物进行实验测量，并对实验数值的进行图片和数据比较，最终得出结论。 毕业论文 文客久久网出品 2、吸声材料的
9、分类 吸声材料按照吸声机理 可分为多孔性吸声材料和共振吸声材料 8。 2.1 多孔吸声材料 多孔吸声材料具有微小的间隙和连续的气泡，因而具有一定的气体流通性 9。当声波入射到多孔材料表面时，主要是由两种机制引起声波的减弱：首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动 ,造成和孔壁的摩擦 ,紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来 ,由于摩擦和粘滞力的作用 ,使相当一部分声能转化为热能 ,从而使声波减弱 ,反射声减弱达到吸声的目的 ;其次 ,小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热能的交换引起的热损失 ,也使声能减弱 10。 多孔材料具有体积密度 小、相对质量轻、比表面积大、阻尼性能好等特点
10、 ,已成为一种优秀的新型功能结构材料 .,多孔材料被广泛应用到航空航天、电子与通讯、交通运输、原子能、医学、环保、冶金、机械、建筑、电化学和石油化工等领域。 多孔吸声材料根据其选材的物理特性和外观形状主要分为有机纤维材料、无机纤维材料、吸声金属材料和泡沫材料四大类 11/12。 2.1.1 有机纤维材料 早期使用的吸声材料主要为利用植物纤维制作的物品 ,如棉麻布、毛毡、甘蔗废料、木质木屑纤维板以及稻草板等有机天然纤维材料。有机合成纤维材料主要是化学纤维，如腈纶棉、 涤纶棉等。这些材料在中高频范围中具有优良的吸声性能，但是防火、防腐蚀、防潮等性能较差，应用时受周边环境的影响 13。 2.1.2
11、无机纤维材料 无机纤维吸声材料主要指岩棉、玻璃棉以及硅酸铝纤维棉等人造无机纤维材料。矿渣棉具有导热系数小、防火、耐蚀、价廉等特点，岩棉能隔绝热量，承受高温 (700 )且易于成型。无机纤维吸声材料的缺点是在施工安装的过程中因纤维材料相对较脆，容易折断粉化，四处飘散，从而污染环境、影响呼吸、刺痒皮肤；而且多为软性结构，表面需有保护层，如需要穿孔板、有孔织物等进行掩盖和装饰，构造 比较复杂，体积大，储存和运输麻烦 14。 2.1.3 金属吸声材料 较为典型的金属材料是铝纤维吸声板和变截面金属纤维材料 15/16。铝纤维吸声板具有如下特点 :(1) 厚度较薄，质量较轻 ,吸声性能非常好。 (2) 受
12、压能力好，不易损坏 ,对其加工及安装方便。由于全部采用铝质材料 ,故可耐受气流碰撞和冲击 ,适用于空气流动较快或震动不断的场所。铝的可塑性较好 ,所以打孔、弯曲和变形加工都比较方便。 (3) 耐久、耐高温高压性能良好。铝纤维无法吸水 ,浸湿后取出，水分立即蒸发 ,所以更加容易干燥 ,干燥后吸声性能可以完 全恢复，可持续使用。温度过低结冰时材料不受裂开 ,因而无论是冷热的天气都很实用。 (4)、不需要乳胶之类的粘合剂 ,可回收利用。既不会形成大量的废料 ,也节省了资源 ,称得上是绿色环保型材料 ,同时可以屏蔽磁电和传导热量 ,可用于不同地点的特殊需求。变截面金属纤维材料近年来已逐渐在国外汽车上开
13、始使用 ,国内奥迪、桑塔纳汽车也开始使用这种材料作为汽车消声器的原材料。马健敏等人对变截面不锈钢纤维材料的吸声特毕业论文 文客久久网出品 性进行了较全面的实验研究 ,分析了材料厚度、材料容重、材料含水量及材料背后加空气层对吸声性能的影响 17/18。 2.1.4 泡沫吸声材料 泡沫材料主要有泡沫金属、泡沫塑料、泡沫玻璃以及聚氯乙烯 /无机物复合泡沫。泡沫金属是一种新型多孔吸声材料 ,经过发泡处理在其内部形成大量的气泡 ,这些气泡分布在连续的金属相中构成孔隙结构 ,使泡沫金属把连续相金属的特性与分散相气孔的特性有机结合在一起 ;同时 ,泡沫金属还具有良好的电磁屏蔽性和抗腐蚀性能。泡沫塑料吸声材料
14、主要是聚氨酯泡沫塑料，这种材料无臭、透气、气泡均匀、耐老化、抗有机溶剂侵蚀 ,对金属、木材、玻璃、砖石、纤维等有很强的粘合性。泡沫玻璃既是吸声材料，又可做成各种颜色的室内装本身，具 有质轻、不燃、不腐、不易老化、无气味、受潮甚至吸水后不变形、易于切割加工、施工方便和不会产生纤维粉尘污染环境等优点。将聚氯乙烯 (PVC)、增塑剂、防老剂、发泡剂等原料按一定的配比混合均匀后，加入一定量的岩棉，然后在开放式炼塑机上进行混炼，再将混炼好的材料放入模具，在烘箱中升温发泡后得到聚氯乙烯 /岩棉泡沫材料 19/20/21。 2.2 共振吸声材料 共振吸声材料主要吸收低频的声音，根据共振形式的不同，可分为薄板
15、共振、穿孔板共振和微穿孔板共振三种，在实际工程中均有广泛的应用。 2.2.1 薄板共振吸声材料 在骨架上放置各种不同的薄板 ,板与板之间留有空隙，从而构成了薄板共振吸声结构。当该结构接触到传来的声波时 ,薄板在声波交变压力激发下被迫振动 ,使板心弯曲变形 ,出现了板内部摩擦损耗 ,而将机械能变为热能 22。当频率处于共振频率时 ,消耗声能最大。这类结构多用于剧场大厅之类的建筑结构上。在观众厅、排练厅和琴室内的胶合板护墙即为薄板共振吸声结构。 2.2.2 穿孔板共振吸声材料 对薄板进行穿孔 ,安装距离离结构层保持一定距离 ,就形成穿孔板共振吸声结构。金属板制品 ,胶合板、硬质纤维板、石膏板和石棉
16、水泥板等 ,在其 表面开一定数量的孔 ,其后具有一定厚度的封闭空气层就组成了穿孔板吸声结构 23。它的吸声性能是和板厚、孔径、孔距、空气层的厚度以及板后所填的多孔材料的性质和位置有关。 2.2.3 微穿孔板共振吸声材料 由于穿孔板吸声结构存在吸声频带较窄的缺点 ,近年来国内研制出了微穿孔板吸声结构。著名声学专家马大猷教授等奠定了微穿孔板吸声结构的理论基础 ,给出了具体设计方法 ,可以设计制造各种型式的微穿孔板吸声结构 24/25。微穿孔板结构不需在板后配置多孔吸声材料使结构大为简化 ,同时具有卫生、美观、耐高温等优点。当用 微穿孔板作消声器时 ,在高速气流条件下 ,阻力损失较小 ,因此 ,这类
17、材料在空调系统的消声结构中应用较广 26/27。 毕业论文 文客久久网出品 3、选题的依据和意义以及本文的研究内容 3.1 依据和意义 舟山坐落在国之极东，是一座群岛城市，同时浙江舟山群岛新区作为国家一项做强海洋经济的战略决策，被写入十二五计划。在巨大的发展潜力下，我们将面临着许多问题，噪声污染是其中之一，不管是交通噪声污染还是建筑噪声污染，在发展的路途中我们都难以避免。同时在这里每天都会消费大量海鲜贝壳，在人们享受美味海鲜的同时，不得不为所留下来的贝壳废品烦恼。然而当 我们了解到贻贝壳的钙质成分以及其疏松多孔的结构特性时，意识到贻贝壳很可能将是一种新型的天然的吸声材料。因此本文选取贻贝壳为实
18、验材料，并期待同时解决废弃物贻贝壳的处理和新型吸声材料的寻找的两项问题。 贻贝壳材料制作的夹层板是市场上尚未出现的新型吸声材料，对比实验结果，若其吸声系数较之现有的吸声材料具有相对综合的优越性，则是吸声材料发展的一种突破。这不仅将是科学实验上的一次进展，也会为舟山贻贝壳废料的处理提供更为先进的方法。最后也会在舟山高速发展的同时，给予生活在这里的人们一片宁静 28/29。 3.2 研究内容 材料的吸声性能和材料的组成特点、分布规律有着密切的关系。本次实验中我们将用贻贝壳制成夹层板，并测量其吸声效能。同时就贻贝壳的粒径（粉末或颗粒）、贻贝壳在底板上的分布密度和贻贝壳材料层的厚度三个参数制成不同的夹
19、层板来进行对比实验，探究贻贝壳材料的吸声效果的最优化构成。另外选取了市场上普遍使用的一种吸声材料做为参考，来分析贻贝壳吸声材料的实际利用价值。 毕业论文 文客久久网出品 4、实验操作 4.1 实验原理 图 4-1-1.驻波管测试安装示意图 Figure 4-1-1. Standing wave tube test installation diagram 本实验中吸声材料的测定采用的是驻波管法 ,见图 1 装置。在驻波管的一端放置扬声器 , 另一端安装待测的吸声材料。在驻波管中有一根与传声器相连的探管 , 用以测量探管端部的声压。其原理 30是 : 驻波管法进行测量吸声系数的基本原理是声频信号
20、发生器带动扬声器，在驻波管内辐射声波， 当平面波在管中前进遇到端面反射时会产生一反射的平面波，入射的平面波和反射的平面波互相叠加后，形成驻波，即在管内声场中存在固定的波腹和波节。波腹处的声压为极大值，波节处的声压为极小值，测量出声压极大值和声压极小值，就可以计算出垂直入射吸声系数，为声压极大值和声压极小值的比值 。 吸声系数是描述吸声材料的吸收声能大小的物理量，定义如下 : =材料吸收的声能 /入射的声能 驻波的声压： 0 ex p ( )ip p i w t kx 反射波声压： 0 e x p ( )p R p i w t kx 形成驻波的总声压： 0 e x p ( ) R e x p (
21、 ) ip p p p i w t k x i w t k x 0 e x p ( ) R e x p p i i 其中： 2kx x ，反射系数 exp( )R R i 当 2n ( 1,2,3.)n 声压出现最大值： max 0 (1 )p p R 当 21()22n ( 0,1, 2, 3, . . . )n 声压出现最小值： min 0 (1 )p p R 毕业论文 文客久久网出品 定义： 驻波比为 minmaxps p ,则：吸声系数为24(1 )p sa s 实验仪器： AWA6122 型智能电声测试仪 主要技术指标 1.1 信号输出 1.1.1 频率范围： 100HZ10KHZ,频率误差 0.1%, 0.33HZ 1.1.2 信号源输出电压： 50mv5000mv（ RMS） 1.1.频率点：按 1/96 倍频程可选 1.2 幅度测量 1.2.1 频率范围： 0.0220KHZ,频响小于等于 0.2dB(以 1KHZ 为基准 ) 1.2.2 幅度范围： 55dB+136dBSPL 1.2.3 内置频率跟踪 1/3 倍频程带通滤波器 1.3 电源： 50HZ,220V 10% 1.4 使用环境： +10+30 ,相对湿度小于 80% 1.5 整机测试误差小于等于 0.5dB
