吸声材料大剖析

  • 发布日期:2017-05-12
任何材料(结构)或多或少都具有一定的吸声能力,通常平均吸声系数超过0.2的材料(结构)称为吸声材料或吸声结构。

 

吸声机理:声波在媒质中传播时,由其引起的质点振动速度各处不同,存在着速度梯度,使相邻质点间产生相互作用的摩擦和黏滞阻力,阻碍质点运动,通过摩擦和黏滞阻力做功将能转化为热能。同时,由于声波传播时媒质质点疏密程度各处不同,因而媒质温度也各处不同,存在温度梯度,从而使相邻质点间产生了热量传递,使声能不断转化为热能耗散掉。这就是吸声材料或吸声结构的主要吸声原理。


 

吸声材料(结构)种类很多,按其吸声原理可分为:1)多孔吸声材料;2)共振吸声结构

 

一、多孔吸声材料

多孔吸声材料的构造特征是其内部有许多微小细孔直通材料表面,或其内部有许多相互连通且与表面相通的气泡,即具有一定的透气性能。凡在结构上具有以上特征的材料都可以作为吸声材料。多孔性吸声材料的吸声原理是声波进入材料孔隙后,引起孔隙中空气和材料的细小纤维振动,通过摩擦和黏滞阻力,将声能转变成热能而被吸收。

 

 

多孔吸声材料的种类很多,按材料结构状况可分为纤维状、颗粒状和泡沫状三大类。其中纤维状吸声材料有玻璃棉、岩棉等无机纤维吸声材料和棉麻植物纤维、木质纤维制品等有机纤维类吸声材料;泡沫状吸声材料有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫铝和加气混凝土等;颗粒状吸声材料有膨胀珍珠岩、陶土吸声砖、蛭石等。但是,多孔吸声材料对低频声的吸声性能一般较差,因此很多情况下,往往采用共振吸声原理来解决低频声的吸收。


 

二、共振吸声结构

 

根据共振吸声原理将材料按一定的声学要求进行设计安装,使其形成具有良好吸声性能的吸声构件,叫共振吸声结构。共振吸声结构则是利用共振吸声原理设计的吸声体,在声波激励下,振动着的结构由于自身的内摩擦和空气的摩擦,把一部分振动能量转变成热能而消耗掉,根据能量守恒定律,这些损耗的能量必定来自激励它们振动的声能量。人射声波的频率与结构的固有频率相吻合时,结构产生共振,此时引起的能量损耗使构件的吸声系数最大。常见的有单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构、薄板共振吸声结构和微穿孔板吸声结构等。

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