多种共振吸声结构的吸声机理介绍

合集下载

共振吸声结构

共振吸声结构

第2章 吸声和隔声材料2.3 共振吸声结构在室内声源所发出的声波的激励下,房间壁、顶、地面等围护结构以及房间中的其他物体都将发生振动。

结构或物体有各自的固有频率,当声波频率与它们的固有频率相同时,就会发生共振。

这时,结构或物体的振动最强烈,振幅和振动速度都达到最大值,从而引起的能量损耗也最多,因此,吸声系数在共振频率处为最大。

利用这一特点,可以设计出各种共振吸声结构,以更多地吸收噪声能量,降低噪声。

一、 薄膜与薄板共振吸声结构皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有不透气、柔软、受张拉时有弹性等特性。

这些薄膜材料可与其背后封闭的空气形成共振系统。

共振频率由单位面积膜的质量、膜后空气层厚度及膜的张力大小决定。

实际工程中,膜的张力很难控制,而且长时间使用后膜会松驰,张力会随时间变化。

因此考虑不受张拉或张力很小的膜,其共振频率可按下式计算:L M L M c f 0020060021≈=ρπ (3)式中,M 0为膜的单位面积质量(kg/m 2);L 为膜与刚性壁之间空气膜的厚度(cm)。

薄膜吸声结构的共振频率通常在200~1000Hz 范围,最大吸声系数约为0.3~0.4,一般把它作为中频范围的吸声材料。

当薄膜作为多孔材料的面层时,结构的吸声特性取决于膜和多孔材料的种类以及安装方法。

一般说来,在整个频率范围内吸声系数比没有多孔材料只用薄膜时普遍提高。

把胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、金属板等板材周边固定在框上,连同板后的封闭空气层,也构成振动系统。

这种结构的共振频率可用下式计算:020021M K L M c f +=ρπ (4) 式中,ρ0为空气密度,c 为空气中声速(m/s),M 0为膜的单位面积质量(kg/m 2);L 为膜与刚性壁之间空气膜的厚度(m)。

K 为结构的刚度因素(kg/m 2s 2)。

K 与板的弹性、骨架构造、安装情况有关。

对于边长为a 和b ,厚度为h 的矩形筒支薄板,22222)1(12⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=b a a Eh K ππ (5) 其中E 为板材料的动态弹性模量(N/m 2),σ为泊松比,对于一般板材在一般构造条件下,K =1×106 ~3×106。

亥姆霍兹共振器吸声原理

亥姆霍兹共振器吸声原理

亥姆霍兹共振器吸声原理亥姆霍兹共振器是一种用于声学控制的装置,具有良好的吸声原理。

下面我们将围绕这个原理来进行详细的解析。

1.亥姆霍兹共振器的概念亥姆霍兹共振器又称为基本共振腔,是一种具有容积的器具,由两个相通的孔洞组成,一个是进气口,另一个是出气口,其内部通过一段导管相连。

当声波进入亥姆霍兹共振器并反射到出口时,它们会形成一种共振现象,这种现象将帮助降低或消除声音的反射和共振,从而实现声学控制的目的。

2.亥姆霍兹共振器的构造及应用亥姆霍兹共振器是由一个具有特定容积和缺口面积的壳体组成,和一个管道相连。

在这个管道中,有空气流动,并且通过壳体上的小孔洞进入共振腔中。

因为某些材料对于声波的吸收特性很好,所以通过适当的设计,亥姆霍兹共振器可以吸收特定频率的声音,从而使房间获得更好的听觉体验。

亥姆霍兹共振器广泛应用于音响室、电影院和录音室等音频设备中。

例如,在录音室中,为了消除房间中的共振和回声,通常会安装一些亥姆霍兹共振器,以确保声音可以正确地传输和记录。

3.亥姆霍兹共振器的吸声原理亥姆霍兹共振器的吸声原理基于以下两个主要因素:(1)容积亥姆霍兹共振器的容积决定了其对特定频率声波的吸收能力。

如果共振器的容积过小,那么它只能吸收很小一部分声音,但如果共振器的容积很大,那么它可以吸收更多的声音。

(2)孔洞直径共振器的孔洞直径会影响声波的穿透几率。

当声波进入共振器中,其反射波将在管道中反射并与入射波相干相消,这种干涉现象将导致声波的能量损失,并使其被吸收。

总体而言,亥姆霍兹共振器是一种非常有效的声音吸收器,可广泛用于各种声学控制应用中。

通过其精确的设计和构造,可以消除声音在房间中的留声和反射,从而确保声音的清晰度和准确性。

共振吸声结构吸声原理

共振吸声结构吸声原理

共振吸声结构吸声原理共振吸声结构是一种利用共振现象来实现声波吸收的材料或结构。

它是通过特定的设计和构造,使得声波在材料或结构中发生共振,从而将声能转化为其他形式的能量而实现吸声的效果。

共振吸声结构的吸声原理可以简单地理解为“共振吸能”。

当声波通过共振吸声结构时,如果材料或结构的共振频率与声波的频率相匹配,就会出现共振现象。

在共振时,声波与材料或结构之间会发生能量交换,从而将声能转化为其他形式的能量。

这种能量转化过程导致了声波的吸收。

共振吸声结构通常由两个主要部分组成:质量和弹性元件。

质量负责吸收声波能量,而弹性元件则用来实现共振。

当声波通过共振吸声结构时,质量会受到声波作用力的激励,从而发生振动。

而弹性元件则能够存储和释放弹性能量,使得振动能够持续发生。

这种振动和能量交换的过程就是共振吸声的基本原理。

共振吸声结构的共振频率取决于结构的几何形状和材料的物理特性。

通过合理设计和选择材料,可以实现对特定频率范围内声波的吸收。

例如,在建筑物中,通过使用共振吸声结构可以有效地吸收噪声,提高室内的声学环境。

共振吸声结构的吸声效果还受到材料的损耗因素的影响。

损耗因素是指材料对声波的吸收能力。

一般来说,材料的损耗因素越大,其吸声性能就越好。

因此,在设计共振吸声结构时,需要选择具有适当损耗因素的材料,以实现更好的吸声效果。

除了共振吸声结构,还有其他吸声材料和结构,如吸声棉、吸声板等。

这些吸声材料和结构的吸声原理不尽相同,但都是利用了材料的特性来实现声能的吸收。

与其他吸声材料和结构相比,共振吸声结构具有较高的吸声效率和较宽的吸声频率范围。

共振吸声结构是一种利用共振现象来实现声波吸收的材料或结构。

它通过合理设计和选择材料,使得声波在材料或结构中发生共振,从而将声能转化为其他形式的能量而实现吸声的效果。

共振吸声结构具有较高的吸声效率和较宽的吸声频率范围,可以应用于各种需要吸声的领域,如建筑、交通工具等。

吸声

吸声

第五节噪声控制技术——吸声一、材料的声学分类和吸声特性(一)、吸声材料的分类吸声材料按其吸声机理来分类,可以分成多孔性吸声材料及共振吸声结构两大类。

1.多孔性吸声材料①无机纤维材料,如玻璃棉、岩棉及其制品。

②有机纤维材料,如棉麻植物纤维及木质纤维制品(软质纤维板、木丝板等)。

③泡沫材料,如泡沫塑料和泡沫玻璃、泡沫混凝土等。

④吸声建筑材料,如膨胀珍珠岩、微孔吸声砖等。

2.共振吸声结构由于共振作用,在系统共振频率附近对入射声能具有较大的吸收作用的结构,称为共振吸声结构。

穿孔板吸声结构微穿孔板吸声结构薄板和薄膜吸声结构等。

(二)、吸声系数和吸声量1.吸声系数吸声系数定义为材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比,可用吸声系数来描述吸声材料或吸声结构的吸声特性。

计算式为:式中:Ei—入射声能;Ea—被材料或结构吸收的声能;Er—被材料或结构反射的声能;r—反射系数。

a=0,表示无吸声作用;a=1,表示完全吸收。

一般的材料或结构的吸声系数在0-1之间,a值越大,表示吸声性能越好,它是目前表征吸声性能最常用的参数。

吸声系数是颇率的函数,同一种材料,对于不同的频率,具有不同的吸声系数。

平均吸声系数a:中心频率125,250,500,1 000,2 000,4 000六个倍频程的吸声系数的平均值,称为平均吸声系数a。

2.吸声量吸声材料的实际吸声量按下式计算:A=aS (7-2)吸声量的单位是m2。

房间总的吸声量A可以表示为:右式第一项为所有壁面吸声量的总和,第二项是室内各个物体吸声量的总和。

二、多孔吸声材料(一)、多孔吸声材料的吸声原理内部具有无数细微孔隙,孔隙间彼此贯通,且通过表面与外界相通,当声波入射到材料表面时,一部分在材料表面上反射,一部分则透入到材料内部向前传播。

在传播过程中,引起孔隙中的空气运动,与形成孔壁的固体筋络发生摩擦,由于粘滞性和热传导效应,将声能转变为热能而耗散掉。

声波在刚性璧面反射后,经过材料回到其表面时,一部分声波透回空气中,一部分又反射回材料内部,声波的这种反复传播过程,就是能量不断转换耗散的过程,如此反复,直到平衡,这样,材料就“吸收”了部分声能。

吸声材料的吸声机理

吸声材料的吸声机理

吸声材料的吸声机理吸声材料是一种用于吸收噪音和减少声学反射的材料。

吸声材料的吸声机理主要有以下几种:1.声波的分散和散射:吸声材料的表面通常具有粗糙的结构,当声波通过材料表面时,表面的凹凸不平会导致声波的散射和反射。

由于声波被分散和散射,能量传播被削弱,从而减少声波的反射。

2.声波的吸收和转化:吸声材料通常由多孔隙的结构组成,孔隙中充满了空气或其他吸声材料。

当声波通过材料时,其能量会进入孔隙,由于孔隙中的空气分子与材料表面之间的摩擦、稀释和形变等机制,声能被转化为热能,从而实现吸声。

3.极化和共振:吸声材料表面的微观结构可以通过合适的设计和材料选择来实现极化和共振效应。

当声波到达吸声材料表面时,微观结构会与声波频率发生共振,吸收特定频率的声波能量。

此外,合适的材料选择还可以实现对特定频率范围的声波的极化,增加声波的能量损失,从而提高吸声性能。

4.衬底和吸收层:吸声材料通常由两个层面组成,分别是衬底和吸声层。

衬底层主要用于吸收和减少声波的反射,能够改变声波传播的路径和速度;吸声层则负责吸收声波能量,减少声波的传播。

常见的吸声材料如泡沫塑料、纤维板等就是由衬底层和吸声层组成。

在实际应用中,吸声材料通常具有特定的声学参数,如声学吸收系数、隔声量、衰减系数等。

这些参数可以通过测量声波在材料中传播时的反射和吸收情况得到。

总的来说,吸声材料的吸声机理是通过分散和散射声波、吸收和转化声波能量、极化和共振效应以及衬底和吸声层的作用来实现的。

不同的吸声材料可能采用不同的机理或相结合的机理来达到减少声波反射和吸收噪音的目的。

在实际应用中,根据具体的需求和场景,可以选择合适的吸声材料和结构设计来实现最佳的吸声效果。

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

多孔吸声材料的吸声原理及其分类细孔共振是指当声波经过材料的孔隙时,会与孔隙之间的空气发生共振,产生摩擦阻尼和声能的转化。

这种共振现象能够有效地减弱声波的强度,达到吸声的效果。

细孔共振的吸声效果主要取决于孔隙的形状、大小和孔隙密度。

多次反射是指声波在材料内部的多个界面上反射多次,通过多次反射来达到吸声的效果。

当声波经过多次反射后,其能量会逐渐耗散和转化为热能,从而减弱声波的强度。

多次反射的吸声效果主要取决于材料的厚度和界面的形状。

根据多孔材料的吸声原理和结构特点,可以将多孔吸声材料分为以下几类:1.随机纤维状吸声材料:这类材料主要由纤维状的孔隙构成,例如纤维素纤维板和无纺布。

纤维状孔隙能够形成多次反射,吸收声波的能量。

2.泡沫吸声材料:这类材料主要由开放孔隙和半开放孔隙构成,例如泡沫塑料和多孔金属。

开放孔隙和半开放孔隙能够形成细孔共振,在各个频率范围内都有较好的吸声效果。

3.网状吸声材料:这类材料主要由网状结构和开放孔隙构成,例如玻璃纤维网和金属网。

网状结构能够形成多次反射,提高吸声效果。

4.颗粒吸声材料:这类材料主要由颗粒状孔隙构成,例如聚苯颗粒和矿物棉。

颗粒状孔隙能够形成多次反射,吸收声波的能量。

除了以上分类,还有一些复合结构的多孔吸声材料,例如细孔泡沫吸声材料和多孔复合材料。

这些材料通过不同结构的组合,能够在不同频率范围内实现更好的吸声效果。

总之,多孔吸声材料通过细孔共振和多次反射来吸收声波的能量,达到降低噪音和提高声学环境的效果。

根据材料的结构和吸声原理的不同,多孔吸声材料可以分为多种类型,每种类型都有其适用的场景和吸声效果。

共振吸声结构之空腔共振吸声结构

共振吸声结构之空腔共振吸声结构

建筑空间的围蔽结构和空间中的物体,在声波激发下会发生震动,振动着的结构和物体由于自身内摩擦和与空气的摩擦,要把一部分振动能量转变成热能而损耗。

根据能量守恒定律,这些损耗的能量都是来自激发结构和物体振动的声波能量,因此,振动结构和物体都会消耗声能,产生吸声效果。

结构和物体有各自的固有振动频率,当声波频率与结构和物体的固有频率相同时,就会发生共振现象。

这时,结构和物体的振动最强烈,振幅和振速达到极大值,从而引起能量损耗也最多。

因此,吸声系数在共振频率处为最大。

一种常有的看法认为:声场中振动着的物体,尤其是薄板和一些腔体,在共振时会“放大”声音。

这是一种误解,是把机械力激发物体振动(如乐器)向空气辐射声能时的共鸣现象和空气中声波激发物体振动时的共振现象混混肴了。

即使前者振动物体也不是真正的放大了声音,而是提高可辐射声能的效率,使机械激发力做工更有效的转化成声能,而振动物体自身还是从激发源那里吸收能量并加以损耗。

利用共振原理设计的共振吸声结构一般有两种:一种是空腔共振吸声结构,一种是薄板或薄膜吸声结构。

需要指出的是,处于声场中的所有物体都会有声波激发下产生振动,只是振动的程度强弱不同而已,有时,一些预先没有估计到的物体会产生相当大的吸声,例如大厅中包金属皮灯罩,可能在某个低频频率发生共振,因为灯多,灯罩展开面积大,结果产生不小的吸声量。

空腔共振吸声结构空腔共振吸声结构,是结构中间封闭有一定体积的空腔,并通过有一定深度的小孔和声场空间连通,其吸声机理可以用亥姆霍兹共振器来说明。

图12-4(a)为共振器示意图。

当孔的深度t和孔径d比声波波长小的多时孔径中的空气柱的弹性变形很小,可以作为质量块来处理。

封闭空腔V的体积比孔径大的多,起着空气弹簧的作用,整个系统类似图中(b)所示的弹簧振子。

当外界入射声波频率f和系统固有频率f0相等的,孔径中的空气柱就由于共振而产生剧烈振动,在振动过程中,由于空气柱和孔径侧墙摩擦而消耗声能。

吸声材料的分类和声学性质

吸声材料的分类和声学性质

吸声材料的分类和声学性质当声波入射到材料表面时,部分声能将被材料吸收,使反射的声能小于入射声能,这即为材料的吸声,材料吸声能力的大小均用吸声系数(α,﹪)来表征。

严格讲,任何材料都有一定程度的声吸收,所谓吸声材料是指那些具有相当大的吸声性能、专门用作吸声处理的材料,一般把吸声系数α大于0.3的材料称为吸声材料。

吸声材料(或结构)通常按吸声的频率特性和本身的构造分为两大类:(1)按吸声的频率特性分类:可分为低频吸声材料、中频吸声材料和高频吸声材料三类;(2)按材料本身的构造分类:可分为多孔性吸声材料和共振吸声材料两类。

一般来说,多孔性吸声材料以吸收中、高频声能为主,而共振吸声结构则主要吸收低频声能。

以下分别对材料(或结构)的吸声机理和吸声特性作概要的介绍;1多孔性吸声材料(1)材料的构造特性和吸声机理顾名思义,多孔吸声材料就是有很多孔的材料,其主要构造特征是材料从表面到内部均有相互连通的微孔。

吸声材料的主要吸声机理是当声波入射到多孔材料的表面时激发起微孔内部的空气振动,空气与固体筋络间产生相对运动,由于空气的粘滞性在微孔内产生相应的粘滞阻力,使振动空气的动能不断转化为热能,使得声能被衰减;另外在空气绝热压缩时,空气与孔壁之间不断发生热交换,也会使声能转化为热能,从而被衰减。

从上述的吸声机理可以看出,多孔性吸声材料必须具备以下几个条件:l材料内部应有大量的微孔或间隙,而且孔隙应尽量细小且分布均匀;l材料内部的微孔必须是向外敞开的,也就是说必须通到材料的表面,使得声波能够从材料表面容易地进入到材料的内部;l材料内部的微孔必须是相互连通的,而不能是封闭的。

(2)影响多孔性吸声材料吸声特性的因素从多孔性吸声材料本身的结构可以看出,主要有以下几个因素影响其吸声特性:l流阻:流阻的定义是空气质点通过材料空隙中的阻力。

流阻低的材料,低频吸声性能较差,而高频吸声性能较好;流阻较高的材料中、低频吸声性能有所提高,但高频吸声性能将明显下降。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

多孔吸声材料对低频声吸声性能比较差,因此往往采用共振吸声原理来解决低频声的吸收。

由于它的装饰性强,并有足够的强度,声学性能易于控制,故在建筑物中得到广泛的应用。

一、单个共振器
1
结构形式
它是一个密闭的内部为硬表面的容器,通过一个小的开口与外面大气相联系的结构,称为核姆霍兹共振器。

单个共振器示意图
2
吸声原理
单个共振器可看成由几个声学作用不同的声学元件所组成,开口管内及管口附件空气随声波而振动,是一个声质量元件;空腔内的压力随空气的胀缩而变化,是一个声顺元件;而空腔内的空气在一定程度内随声波而振动,也具有一定的声质量。

空气在开口壁面的振动摩擦,由于粘滞阻尼和导热的作用,会使声能损耗,它的声学作用是一个声阻。

当入射声波的频率接近共振器的固有频率时,孔颈的空气柱产生强烈振动,在振动过程中,由于克服摩擦阻力而消耗声能。

反之,当入射声波频率远离共振器固有频率时,共振器振动很弱,因此声吸收作用很小,可见共振器吸声系数随频率而变化,最高吸声系数出现在共振频率处。

3
共振频率计算
单个共振器对频率有较强选择性,共振频率f0可由下式求得:
式中,c 为声速;S 为颈口面积,S=πr²;r 为颈口半径;V 为空腔体积;t为颈的深度,即板厚;d 为圆孔直径。

因为颈部空气柱两端附近的空气也参加振动,需要对t 进行修正,其修正值一般取0.8d。

二、穿孔板共振吸声结构
1
结构形式
在各种薄板上穿孔并在板后设置空气层,必要时在空腔中加衬多孔吸声材料,可以组成穿孔板共振吸声结构,由于每个开口背后均有对应空腔,这一穿孔板结构即为许多并联的核姆霍兹共振器。

一般硬质纤维板、胶合板、石膏板、纤维水泥板以及钢板、铝板均可作为穿孔板结构的面板材料。

穿孔板共振吸声结构简图
2
吸声原理
由于它是核姆霍兹共振器的组合,因此可看作是由质量和弹簧组成的一个共振系统。

当入射声波的频率和系统的共振频率一致时,穿孔板颈的空气产生激烈振动摩擦,加强了吸收效应,形成了吸收峰,使声能显著衰减;远离共振频率时,则吸收作用小。

如果在穿孔板后放置多孔材料增加声阻,会使结构吸收频率带加宽。

3
共振频率计算
穿孔板的共振频率 (Hz) 可按下式计算:
式中,L 为板后空气层厚度;t为板的厚度;d 为孔径;c 为声速;P 为穿孔率(穿孔面积/全面积×100%)。

三、微穿孔板共振吸声结构
1
结构形式
微穿孔板吸声结构是在普通穿孔板的基础上,为了加宽吸声频带,用板厚、孔径均在1mm以下、穿孔率为1%~5%的薄金属板与背后空气层组成共振吸声结构。

由于穿孔细而密,因而比穿孔板的声阻大得多,而声质量要小得多,声阻与声质量之比大为提高,不用另加多孔材料就可以成为良好的吸声结构。

微穿孔板吸声结构的优点是,构造简单、易于清洗、耐高温,所以它适合于高速气流、高温或潮湿等特殊环境。

为达到吸收不同频率声音的要求,常常作为双层或多层的组合结构。

微穿孔板吸声结构
2
吸声原理
与普通穿孔板结构相比较,微穿孔板结构在吸声原理和频率特性等方面具有共同性,只不过其穿孔的声阻抗需要考虑声波的粘滞效应。

3
共振频率计算
微穿孔板吸声结构的共振频率:
式中,PD/3 为末端修正,D为腔深。

采用双层吸声结构,可以得到更宽的吸声频带,此时有两个共振吸收峰,其共振频率为:
式中,D1 为前腔腔深,P1 为前腔穿孔率,l1 为后腔板厚,D2 为后腔腔深,P2 为后腔穿孔率。

四、狭缝共振吸声结构
1
结构形式
由圆形孔穿孔板结构发展而成,当圆形孔变为平行窄缝的形式,并且狭缝长度与声波波长相当或更长时,即为狭缝构造。

它对于多孔吸声材料起护面作用,如果狭缝面积与整体面积比在15%~20%以下,就成为一种共振吸声结构。

由木条或金属板条构成的狭缝吸声结构有丰富的竖线条,如与其他形式面板组合,可获得良好的室内装饰效果。

只要控制好狭缝部分面积与总面积的比例,就可以形成不同吸声特性的狭缝共振吸声结构。

2
吸声原理
与穿孔板共振吸声结构相同,狭缝中相当于质量的空气柱与背后相当于弹簧的空腔组成一个振动系统,当入射声波频率接近系统的固有频率,即出现共振,出现吸收峰值。

3
共振频率计算
狭缝构造:
式中,c 为声速,P 为穿孔率(%),t 为板厚,L 为板后空气层厚度,l e 为板厚的末端修正。

式中,b 为狭缝宽度,B 为狭缝间距。

l e 值可由下图查得:
短狭缝构造:
式中,c 为声速;t 为板厚;K 为狭缝长度为d 时,由d/b确定的值,可由下图求得:
五、薄板共振吸声结构
01
结构形式
在周边固定在框架上的薄板(如胶合板、金属板等)后,设置适当厚度的密封空气层,由板的弹性和空气层的弹性与板的质量形成一个共振系统,在系统共振频率附近具有较大的吸声作用。

2
吸声原理
当声波入射到薄板结构时,薄板在声波高变压力激发下而振动,使板发生弯曲变形(其边缘被嵌固),出现了板内部摩擦损耗,在共振频率时,消耗声能最大。

3
共振频率计算
影响薄板共振吸声结构吸收的主要因素与板是否容易振动和变形有关,且板材本身重量和弹性系数或刚度、结构的不同组成形式和尺寸、结构的安装方法、板后空气层厚度等,均对吸声特性有影响。

薄板共振结构的共振频率(Hz) 可用下式计算:
式中,M0 为薄板单位面积重量(kg/m²);L 为薄板后空气层厚度(m);p 为空气密度(0.12kg/m³);c 为声速(340m/s);k 为结构的刚度因素[kg/(m²·s²)],一般板材的k值大约为1×10⁶~3×10⁶。

k 与板的弹性、骨架构造、安装情况有关,板越薄,龙骨间距越大,k值就越小。

六、膜状材料
在刚度很小、受拉力而处于拉张状态的弹性膜(如塑料薄膜、金属膜)后,设置适当厚度的封闭空气层,形成一个膜和空气层组成的共振系统,在系统共振频率附近具有较大的吸声作用。

可以认为,惯性取决于膜的质量,弹性则与膜张贴的拉力和背后空气层的弹性有关。

薄膜厚度增加,高频范围内吸声系数下降的趋势更明显,因此需要适当选择薄膜的厚度。

一般厚度小时,对高频的影响小。

膜状材料的吸声特性还与薄膜铺贴方法有关,一般铺贴时尽量不对膜施加拉力。

对于不施加拉力的膜,其共振频率可按下式计算:
式中,m 为膜的面密度(kg/m²),L 为膜后空气层的厚度(m),p 为空气密度(kg/m³);c 为声速(m/s)。

七、特殊吸声结构
1
空间吸声体
空间吸声体是一种悬挂在室内空间中专为吸声目的而制作的吸声构造。

它与一般吸声结构的区别在于,它不是与顶棚、墙体等壁面组成的吸声结构,而是自成体系,由于可以预先制作,并直接进行现场吊装,故便于装卸维修。

空间吸声体由于吸声效率很高,有宽的吸声频带,充分发挥了材料的吸声作用,特别适合于已建成房间的声学处理,有利于节省材料和投资,所以目前在声学工程中也得到广泛采用。

2
吸声尖劈
这是用于消声室的特殊吸声结构。

消声室是进行声学、电声试验和测量的声学实验室,它要求在一定范围内,室内各壁面都具有99%以上的吸收。

采用吸声尖劈可以比使用多孔材料大大减少材料的尺度。

为了表示这种吸声结构的声学特性,常用声压反射系数r 来代替吸声系数α:
尖劈垂直入射吸声系数0.99(声压反射系数为0.10)以上的频率下限称为尖劈截止频率,用它来表示尖劈的特性。

3
吸声原理
尖劈的吸声是由于它的端部吸声面积小,它的阻抗从接近空气特性阻抗逐步增大到接近多孔材料的阻抗,阻抗由小逐步增大,相对变化不显著,因此当声波从端部入射时,由于吸声层的逐渐过渡,材料的声阻抗与空气声阻抗能较好地匹配,使入射声波绝大部分进入材料内部而被高效地吸收。

相关文档
最新文档