留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

新型吸声复合板材的设计与验证

罗奔毅

罗奔毅. 新型吸声复合板材的设计与验证[J]. 计量科学与技术,2024, 68(3): 58-61, 74 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0243
引用本文: 罗奔毅. 新型吸声复合板材的设计与验证[J]. 计量科学与技术,2024, 68(3): 58-61, 74 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0243
LUO Benyi. Design and Verification of a New Sound-Absorbing Composite Board[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(3): 58-61, 74. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0243
Citation: LUO Benyi. Design and Verification of a New Sound-Absorbing Composite Board[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(3): 58-61, 74. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0243

新型吸声复合板材的设计与验证

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0243
详细信息
    作者简介:

    罗奔毅(1982 -),广州计量检测技术研究院一级注册计量师,研究方向:声场测量与控制,邮箱:13610301443@163.com

  • 中图分类号: TB95

Design and Verification of a New Sound-Absorbing Composite Board

  • 摘要: 为了解决实验室环境噪音过大的问题,研究开发了一种新型吸声复合板材。板材为穿孔板-三聚氰胺泡沫-沥青阻尼层-离心玻璃棉-刚性背衬(内含骨架)的复合结构,在100~5000 Hz频率段内具有不低于0.6的吸声系数。首先引入Biot理论建立了声波随机入射情况下复合板材传声特性模型,并通过有限元实现了仿真结果的运算。继而将试做的样品放置在混响室内测试吸声系数。测试结果与仿真结果趋势一致,证实了模型的可行性。最后将吸声复合板应用到广州计量检测技术研究院热工实验室的环境噪声整治工程中,成功将室内噪声A计权声压级由79.8 dB 降低至64.1 dB ,再次证实了新型吸声复合板材的高吸声性。
  • 图  1  声波入射到多孔弹性介质(内含龙骨架)

    Figure  1.  Acoustic wave incident on porous elastic media (including skeleton)

    图  2  复合板材1#结构示意图

    Figure  2.  Internal structure of composite board 1#

    图  3  复合板材1#吸声系数仿真结果

    Figure  3.  Simulation results of the sound absorption coefficient for composite board 1#

    图  4  复合板材2#结构示意图

    Figure  4.  Internal structure of composite board 2#

    图  5  复合板材2#吸声系数仿真结果

    Figure  5.  Simulation results of the sound absorption coefficient for composite board 2#

    图  6  吸声系数测试结果与仿真结果

    Figure  6.  Sound absorption coefficient results from tests and simulations

    表  1  室内噪声声压级测量结果

    Table  1.   Results of sound pressure level measurements in the laboratory

    倍频程带的中心频率 /Hz631252505001000200040008000总值
    改造前室内A计权声压级 / dB63.464.268.862.759.558.553.248.179.8
    改造后室内A计权声压级 / dB46.748.952.447.843.642.738.935.964.1
    下载: 导出CSV
  • [1] 李金保, 蒋陈忠, 王海玲. 围墙在噪声治理项目中的应用研究[J]. 机电信息, 2022, 2: 67-68.
    [2] 候忠, 龚南军, 李贤. 海南花场油气处理中心噪声治理技术探讨[J]. 环境科学与技术, 2019, S1: 280-287.
    [3] 伏蓉, 张捷, 姚丹, 等. 高速列车车体轻量化层状复合结构隔声设计[J]. 噪声与振动控制, 2016, 36(1): 48-52
    [4] 钟祥璋, 朱子根. 三聚氰胺吸声泡沫塑料的特性及应用[J]. 音响技术, 2011(6): 28-31.
    [5] 叶锐, 张路, 付豪, 等. 三聚氰胺泡沫的应用研究[J]. 新型建筑材料, 2016, 43(2): 57-61.
    [6] 田源, 葛浩, 卢明辉, 等. 声学超构材料及其物理效应的研究进展[J]. 物理学报, 2019, 68(19): 194-196.
    [7] 赵宏刚, 温激鸿, 杨海滨, 等. 一种含柱形空腔结构橡胶层的吸声机理及优化[J]. 物理学报, 2014, 63(13): 134-137.
    [8] 张丰辉, 唐宇帆, 辛锋先, 等. 微穿孔蜂窝-波纹复合声学超材料吸声行为[J]. 物理学报, 2018, 67(23): 234-237.
    [9] 吕林梅, 温激鸿, 赵宏刚, 等. 内嵌不同形状散射子的局域共振型粘弹性覆盖层低频吸声性能研究[J]. 物理学报, 2012, 61(21): 214-219.
    [10] 时胜囯, 高塬, 张昊阳, 等. 基于单元辐射叠加法的结构声源声场重建方法[J]. 物理学报, 2021, 70(13): 134-135.
    [11] Bolton J S, Shiau N M, Kang Y J. Sound transmission through muti-panel structures lined with elastic porous materials[J]. Journal of Sound and Vibration, 1996, 191(3): 317-347. doi: 10.1006/jsvi.1996.0125
    [12] Biot M A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid. Ι. Low frequency range[J]. Journal of the Acoustics Society of America, 1956, 28(2): 168-178. doi: 10.1121/1.1908239
    [13] Biot M A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid. Ⅱ. High frequency range[J]. Journal of the Acoustics Society of America, 1956, 28(2): 179-191. doi: 10.1121/1.1908241
    [14] Liu Y. Sound transmission through triple-panel structures lined with poroelastic materials[J]. Journal of Sound and Vibration, 2015, 339: 376-395. doi: 10.1016/j.jsv.2014.11.014
    [15] 詹沛, 白国锋, 牛军川, 等. 含空气层与多孔材料的复合结构隔声特性研究[J]. 应用声学, 2014, 33(5): 426-432.
    [16] Wang C N, Kuo Y M, Chen S K. Effects of compression on the sound absorption of porous materials with an elastic frame[J]. Applied Acoustics, 2017, 69(1): 31-39. doi: 10.1016/j.apacoust.2017.01.032
    [17] Liu Z, Zhan J, Fard M, et al. Acoustics properties of multi-layer sound absorbers with a 3D printed micro-perforated panel[J]. Applied Acoustics, 2017, 121: 25-32. doi: 10.1016/j.apacoust.2017.01.032
    [18] 刘新金, 刘建立, 徐伯俊, 等. 分层多孔吸声材料吸声结构的性能分析[J]. 振动与冲击, 2012, 31(5): 106-110,117.
    [19] 宁景峰, 赵桂平, 穆林, 等. 含有空气背衬层的分层多孔材料的吸声性能研究[J]. 振动工程学报, 2014, 27(5): 734-740.
    [20] 赵松龄. 噪声的降低与隔离[M]. 上海: 同济大学出版社, 1985: 134-135.
    [21] 姜生, 蔡永东, 周祥, 等. 多层复合吸声结构的制备与性能研究[J]. 纺织学报, 2012, 33(9): 20-25.
    [22] 王勖成, 邵敏. 有限元法基本原理和数值计算[M]. 北京: 清华大学出版社, 1997: 98-231.
    [23] P I Kattan . MATLAB有限元分析与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004: 217-231.
    [24] 宋克志, 刘志儒. 基于Matlab语言的有限元法及其应用[J]. 烟台师范学院学报:自然科学版, 2004(2): 100-102.
    [25] 赵德奎, 刘勇. MATLAB在有限差分法数值计算中的应用[J]. 四川理工学院学报:自然科学版, 2005, 18(4): 61-64.
    [26] 黄作英, 阙沛文, 陈亮. PDE工具箱实现偏微分方程的有限元求解[J]. 科学技术与工程, 2006, 6(22): 3631-3633.
    [27] 李明. 偏微分方程的MATLAB解法[J]. 湖南农机:学术版, 2010, 37(3): 89-91.
    [28] 陆安君. 偏微分方程的MATLAB解法[M]. 武汉, 武汉大学出版社, 2001, 1-83.
    [29] 广播电视部. 混响室法吸声系数测量规范: GBJ 47-83[S]. 北京: 中国标准出版社, 1983.
    [30] 卫生部. 工作场所物理因素测量 第8部分: 噪声: GBZ/T189.8-2007[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.
  • 加载中
图(6) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  65
  • HTML全文浏览量:  32
  • PDF下载量:  7
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-26
  • 录用日期:  2023-11-25
  • 修回日期:  2023-11-28
  • 网络出版日期:  2023-12-08
  • 刊出日期:  2024-03-01

目录

    /

    返回文章
    返回