1、本科毕业论文（20 届）驻波管微穿孔夹层板吸声性能实验研究所在学院 专业班级 海洋技术 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目 录摘要 .IAbstract .2引言 .11 微穿孔吸声体 .22 吸声材料种类 .22.1 金属纤维吸声材料 .22.2 EPDM 发泡材料 .22.3 泡沫金属 .23 对吸声材料吸声性能的影响 .23.1 切向流对微穿孔共振吸声结构声学性能的影响 .24 驻波管测量方法 .24.1 驻波管法吸声原理 .24.2 材料 .34.2.1 泡沫材料 .34.2.2 实验器材 .34.2.3 设备的主要技术指标 .34.3 实验材料处理 .34.4 吸声
2、系数的测量 .44.4.1 驻波管法 .44.4.2 测量步骤 .44.5 研究结果与分析 .54.5.1 空白泡沫材料的吸声系数 .54.5.2 穿孔泡沫的吸声系数 .64.5.3 穿孔夹层板泡沫材料的吸声系数 .74.5.4 不同电压不同频率下的空白泡沫、穿孔泡沫、穿孔夹层板泡沫材料的吸声系数 .84.5.5 相同电压不同频率下的空白泡沫、穿孔泡沫、穿孔夹层板泡沫材料的吸声系数 .94.6 造成上述实验结果的可能因素 .25 研究意义以及应用 .2参考文献 .14外文翻译 .14中文原文 .14致 谢 .14I驻波管微穿孔夹层板吸声性能实验研究摘要本论文通过实验总结,了解测量材料吸声系数的
3、原理，用驻波声速仪间接测量材料的吸声系数，通过泡沫和穿孔泡沫，夹层板泡沫三种材料的吸声系数测量，从而来得到夹层板和穿孔对于材料的吸声性能的影响,可以对夹层板的吸声性能有全面的了解。通过实验结果得知：空白泡沫材料，穿孔泡沫材料，穿孔夹层板泡沫材料在频率为 200Hz 到 2000Hz 之间吸声系数都是呈现先逐渐变小到一个极小值然后又逐渐变大的趋势，而且都是两端变化明显，幅度较陡的状态，相对而言，穿孔泡沫材料和穿孔夹层板泡沫材料所呈现的曲线走势比较接近，但是从总体上来看穿孔夹层板泡沫材料还是比穿孔泡沫材料吸声系数略大一些。空白沫材料，穿孔泡沫材料，穿孔夹层板泡沫材料在频率为 200Hz 到大约为
4、400Hz 之间的吸声系数差别不大，但之后到2000Hz 之间，穿孔夹层板泡沫材料却要比前两种材料的吸声系数都大一些。关键词 驻波管法 吸声材料 泡沫 夹层板IIAbstractIn this paper, experimental summary about measuring materials absorption coefficient with the principle of standing wave velocity, indirect measuring instrument sound absorption coefficient of the material, thro
5、ugh the foam and perforation foam, interlayer board foam three kinds of sound absorption coefficient of the material, and to get measurement for interlayer board and perforation of materials, the influence of sound absorption performance of sound absorption performance of the interlayer board a comp
6、rehensive understanding. Through the experimental result that: blank adsorption of foam, perforated foam, perforated interlayer board foam in 2000Hz 200Hz to between frequency of sound absorption coefficient are presented first became smaller to a minimum and then gradually become the big trend, and
7、 both are a marked change ends, amplitude steep state, relatively speaking, perforation foam and perforation interlayer board foam present situation close to, but curve from the overall perforation interlayer board foam or foam material than perforation absorption coefficient is somewhat larger. Bla
8、nk foam material, perforated foam, perforated interlayer board foam in frequency for 200Hz to around for the absorption coefficient between 400Hz difference, but after 2000Hz between, perforation interlayer board foam material is better than the former two sound absorption coefficient of the materia
9、l is a few bigger.Key words Standing wave tube;MaterialsAcoustic;Foam; Sandwich plate1引言随着现代工业和科技的发展，对周围环境的要求的提高，传统的材料已经很难满足不了减振降噪材料的更高要求。如何吸声以及降低噪声已经成为一个与高科技、环境以及人类可持续发展急需解决的重要课题,吸声降噪新材料的结构的研究、声学特性及其应用已成为当今社会研究与关注的重点。环境对声学材料的要求越来越高，传统的一些材料已经满足不了现代化发展所需要，科学家们开始关注微穿孔吸声体对环境噪声所能做出的贡献，经过一系列的研究得出，微穿孔吸声体的
10、吸声效果非常理想。1992 年 12 月，波恩联邦议会大厅刚落成，在举行第一次会议时，扩声系统突然中断。此时正当全动电视实况转播，662 位议员忿然退出会场，回到老厅去继续开会。中国科学家查雪琴根据我国著名声学家马大酞教授在 70 年代提出的微穿孔理论，付之实践，片有所创造。她利用了 5mm 厚有机玻璃板，用激光钻出了直径在 lmm 以下的无数细孔、具有很高约吸声效果，装在原玻璃墙上，保持了玻璃大厅的透明度。这一设想在该所福克斯教授和其他几位中国学者的支持和协助下，在短短的 6 周内实现了一，理论计算和实验结某证明是有效的。于是，会同其它声学措施一起，利用微穿孔吸声材料帮助德国成功地解决了该大
11、厅的声学问题.在德国工程界传为佳话。 【1】本课题就是通过穿孔泡沫和夹层板泡沫两种吸附材料设计成实验并用驻波声速仪间接测量材料的吸声系数，通过此实验来模拟穿孔率以及夹层板对吸声材料的影响，从而找到穿孔率对某种吸声材料的吸声性能的影响，对于最大化的利用吸声材料的吸声性能有很大的帮助。并且使得周边环境能够达到低噪声或者无噪声的环境。 21 微穿孔吸声体吸声材料，顾名思义对入射声能有吸收作用的材料。吸声材料主要用于控制和调整室内的混响时间，消除回声，以改善室内的听闻条件；用于降低喧闹场所的噪声，以改善生活环境和劳动条件（见吸声降噪） ；还广泛用于降低通风空调管道的噪声。吸声材料按其物理性能和吸声方式
12、可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。后者包括单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板吸声结构和柔顺材料等。 选用吸声材料，首先应从吸声特性方面来确定合乎要求的材料，同时还要结合防火、防潮、防蛀、强度、外观、建筑内部装修等要求，综合考虑进行选择。 微穿孔吸声体的研究，使得吸声材料取得了突破性的发展。彭小云,吴雪峰通过对微穿孔金属板空间吸声体穿孔板穿孔率大小和吸声体空腔体积及形状几种情况下的吸声特性的实验研究, 为微穿孔金属板空间吸声体的应用提供了依据, 2而作为无纤维化材料的微穿孔吸声板，在建筑声学中应用广泛，但过去大多是按贴墙(顶)后留空腔装置的构造形式来考虑的。王季卿，宋拥民，盛胜我根据混
13、响室实验结果讨论了两种不同形式(平板式和圆筒式)的微穿孔空间吸声体的声学特性。文中有关价格性能比的分析，对设计应用也极具参考价值。由于它们的造型可有多种变化，为室内装饰提供了更多选择。与金属板相比，塑料膜片制成的微穿孔空间吸声体，有质轻价廉，加工和吊装方便等优点。有关这类吸声体的理论分析将另文介绍。对微穿孔平板式空间吸声体的吸声特性进行了理论预计，其中运用了半厚度模型分析和四端网络计算方法。计算结果与混响室实测数据符合较好。文中根据预测结果，分析了影响微穿孔平板式空间吸声体吸声性能的诸项主要因素，可为设计应用提供指南。 【3】【4】 姜在秀提出针对微穿孔吸声结构的“平均吸声系数”概念,并通过计
14、算机编程计算分析确定带宽内不同微穿孔结构“平均吸声系数”的变化规律,得到微穿孔结构参数变化时“平均吸声系数”的极值及所对应的微穿孔结构参数。所提出的微穿孔结构的设计步骤为微穿孔结构的实际应用和设计提供有价值的参考。 5罗延忠在微穿孔吸声体的理论基础上，编制了微穿孔板吸声体声学特性的数值分析程序。通过计算实例的分析探讨了微穿孔板吸声体的多颇吸声特性。 【6】马大猷，刘克依据“扩散场内微穿孔板吸声特性的实验研究”一文初步实验结果，对微穿孔板吸声体在扩散场内吸声特性进行了进一步探讨。在穿孔板常数k值较大时，(k2)，发现扩散场吸声特性与垂直入射情况相似但移到较高频率范围，除主要吸声频带外，在较高频率
15、由于余切函数的多支性，还有次吸声频带但影响较小。k值较小(k三2)时，扩散声场吸声特性在高频段的次吸声频带越来越重要，逐渐成为吸声的重要因素，使微穿孔板吸声结构在三或四倍频程以上具有高吸声系数，增加了它的实用价值。文中对扩散场内微穿孔板吸声3性质的变化作2了具体计算并作了解释。 【7】 根据马大猷的微穿孔吸声理论，陆凤华，李竹园实验研究了微穿孔吸声体的声学性能，将其应用于多功能体育馆，获得了满意的室内音质效果。 【8】2 吸声材料种类 2.1 金属纤维吸声材料崔喆、陈花玲近年来开发的一种新型吸声材料金属纤维材料，其具有阻燃、耐高温和高强度的特点，而且吸声性能好，受水汽、油污的影响小，抗恶劣环境
16、能力强，有广泛的应用前景 9。汤慧萍，朱纪磊，葛渊等为了提高纤维多孔材料的低频吸声性能 10，并解决材料在高频段吸声性能的起伏问题，将 23 层不同孔隙性能的不锈钢纤维材料以不同的方式组合成梯度结构，研究了纤维多孔材料梯度结构的吸声性能。结果表明：梯度多孔吸声结构可有效改善低频吸声性能。不同孔隙度的排布方式对梯度结构的吸声性能有显著影响。按照孔隙度从高到低排布有利于吸声性能的提高。在此前提下，孔隙度越高、厚度越大，梯度结构的吸声性能越好。2.2 EPDM 发泡材料徐波,罗仡科,胡钊, 贺才春, 谭亮红试验研究发泡剂种类和用量以及铝粉用量对 EPDM 发泡材料吸声性能的影响。结果表明 , 发泡剂
17、 ACP-W 用量为 12 份时, 胶料的硫化速度与发泡速度匹配较好, 能够获得在中低频区域吸声性能优异的发泡材料; 铝粉用量为 50 份时能够提高发泡材料在中低频区域的吸声性能。 【11】2.3 泡沫金属泡沫金属材料是近几十年来发展起来的一种新型结构功能材料,从最初的制备工艺研究开始,人们已逐渐对其吸声、高阻尼、吸收冲击能、电磁屏蔽等各功能展开了研究。泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料。气泡的不规则性及其立体均布性赋予泡沫铝许多优良的特性,诸如吸能缓冲、电磁屏蔽、机械阻尼等,尤其是优良的吸声特性。常用的玻璃棉、泡沫石棉等多孔吸声材料,在高频区一般都有较好的吸声性能,而在低频
18、区却普遍较差。泡沫铝3不仅在高频区保持了良好的吸声性能,而且在中频、低频区也具有较好的吸声性能,2是一种性能优异的吸声材料。泡沫铝与常用的玻璃棉、石棉等材料相比还具有抗老化性好、耐热性好,适宜的强度,遇火不挥发有毒或有害气体,不吸湿等特点,因此,有着广阔的应有前景。加拿大 Cymat 铝业公司采用 Alcan 工艺制备泡沫铝 1213。王月在泡沫铝的吸声特性及影响因素一文中 14，介绍了泡沫铝的吸声特性,研究了泡沫铝的厚度、孔隙率、压缩率、空腔对其吸声性能的影响,发现泡沫铝同时具有较好的水声吸声性能。3对吸声材料吸声性能的影响温笑宁，张乃山在空间吸声体吸声性能的研究一文中研究并实验了目前常用的
19、四种装饰材料对吸声体吸声性能的影响, 在同等表面积、等量相同的吸声材料、空腔体积依次增大、侧面边数增多的条件下, 不同形状吸声体的吸声特性, 以及吸声体底面面积, 空腔体积和吸声系数的关系; 研究并实验了声源是否固定, 传声器带不带防风罩对测试结果的影响。 15 蔺磊，王佐民，姜在秀详细分析了不同厚度和放置方式的吸声材料对空腔声阻抗和穿孔辐射声阻抗的影响，从而建立起微穿孔一吸声复合结构的理论分析模型，以用于预测和优化结构的吸声性能.并针对常用的几种微穿孔一吸声复合结构，通过理论分析和阻抗管实验探讨了其声学性能的不同.分析结果表明，理论计算和实验结果吻合很好，证明了模型的可用性.考虑到结构的声学
20、性能和经济性，建议采用中部放置吸声材料的复合结构。 163.1 切向流对微穿孔共振吸声结构声学性能的影响切向流对微穿孔共振吸声结构声学性能的影响可以分成三类:(1)对小孔辐射声抗的影响;(2)对结构斜入射吸声性能的影响;(3)对消声通道消声性能的影响。根据声学基本理论，详细讨论这些影响，得到对应的理论分析公式。定性而言，若声波的传播方向与气流的运动方向一致，小孔外侧的辐射声抗、空腔声阻抗函数coth 动的宗量 赋值和消声通道的消声系数都会减小;同时呈现多普勒效应，使得结构的吸声系数共振峰频率向低频移动。理论分析得到相应实验研究的支持。 174 驻波管测量方法 朱蓓丽，罗晓辉探讨了在驻波管中采用吸声末端的小试样垂自入射隔声量测试方法，提出了驻波分离法，与自接比较法的测试结果进行了比较;并根据实验探讨了吸声末端的吸声性能对隔声量测试的影响。实验结果指明，吸声末端的吸声系数大于 0. 99 时可使隔声量测试误差小于士 1dB。驻波分离法可提高测试精度，减少工作量。 18
