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吸音与隔音的区别和应用 (五)
发布时间 : 2012-06-10 07:28:40 点击数 : 2517

经常利用穿孔板共振吸声结构来补足低频所需的吸声量。穿孔板吸声结构如图6a所示,板厚t,离刚性面距离d,如板上钻圆孔(也可开狭缝),孔的半径为a,穿孔面积占板面积的比率(穿孔率)为p,则此穿孔共振结构的共振频率fr为fr=co/2 π √ p/(t+16a)d (6)
式中表示共振频率有好几个参数可以调节,如板厚t,孔的半径a,穿孔率p以及板与刚性面的距离d。现在市场上有做好的不同穿孔率的穿孔板,可以选择不同的穿孔率和改变板与刚性面间距离d,来得到所需的共振频率。
需要注意的是穿孔板共振吸声峰的形状,它与共振结构系统的阻尼有关。见图6b,阻尼小时,共振峰较尖锐,阻尼大时共振峰较为平缓。一般宁可选择较为平缓的吸声特性,以避免过强的吸声频率选择性。板厚、孔径小,阻尼较大。微穿孔板的穿孔直径为08~1mm左右,所以阻尼大,吸收峰较为平缓,但因易积灰和不耐腐蚀,所以不少地方不宜采用。
一般穿孔板厚度不大于5mm,穿孔直径在6~10mm左右,这种情况下阻尼嫌小。要增加共振结构的阻尼,需要在穿孔附近增加吸声材料。参看图6c,当声波传播经过穿孔时, “ 声线 ” 像流线那样在孔中和孔附近比较密集,那里的 “ 流速 ” 大,即声波的质点振动速度大,吸声材料产生最大的阻尼作用。我们很难将吸声材料填塞到一个个孔中,所以往往在板的前面或后面贴一层吸声材料(厚度为一个孔直径时效率最高)来增加共振吸声系统的阻尼,使吸收峰比较平缓。吸声材料在穿孔板后面时,只起到共振吸声的阻尼作用;若放在穿孔板前面,则同时兼有多孔性吸声材料的吸声功能。穿孔率p大于02时,一般不是共振吸声结构,仅仅作为多孔性吸声材料的 “ 护面板 ” 。
4.隔声材料
不透气的固体材料,对于空气中传播的声波都有隔声效果,隔声效果的好坏最根本的一点是取决于材料单位面积的质量。
参看图7,一个面积非常大的隔层,其单位面积质量为ms,当声波从左面垂直入射时,激发隔层作整体振动,此振动再向右面空间辐射声波。以单位面积考虑,透射到右面空间的声能与入射到隔层上的声能之比称透射系数 τ 。定义无限大隔层材料的传递损失(也称透射损失)tl:tl=101g1/ г (7)
上述简单情况下可计算得到传递损失近似为:tl=20lg ω ms/2 ρ oco (db) (8)
式中 ω=2πf 为圆频率, ρ0 、c0为空气的密度和声波传播速度。tl的大小表示材料的隔声能力。(8)式的一个重要特点,即材料单位面积质量增加一倍,则传递损失增加6db。这一隔声的基本规律称 “ 质量定律 ” ,

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