多孔吸声材料的吸声特性

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

一、 多孔材料的吸声原理

惠更斯原理:声源的振动引起波动,波动的传播是由于介质中质点间的相互作用。在连续介质中,任何一点的振动,都将直接引起邻近质点的振动。声波在空气中的传播满足其原理。 多孔吸声材料具有许多微小的间隙和连续的气泡,因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料表面时,主要是两种机理引起声波的衰减:首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动,造成和孔壁的摩擦,紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来,由于摩擦和粘滞力的作用,使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减,反射声减弱达到吸声的目的;其次,小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失,也使声能衰减。另外,高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快,空气与孔壁的热交换也加快。这就使多孔材料具有良好的高频吸声性能。

二、 多孔吸声材料的分类多孔吸声材料按其选材的柔顺程度分为柔顺性和非柔顺性材料,其中柔顺性吸声材料主要是通过骨架内部摩擦、空气摩擦和热交换来达到吸声的效果;非柔顺性材料主要靠空气的粘滞性来达到吸声的功能。多孔吸声材料按其选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料,无机纤维材料,吸声金属材料和泡沫材料四

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

一、 多孔材料的吸声原理

惠更斯原理:声源的振动引起波动,波动的传播是由于介质中质点间的相互作用。在连续介质中,任何一点的振动,都将直接引起邻近质点的振动。声波在空气中的传播满足其原理。 多孔吸声材料具有许多微小的间隙和连续的气泡,因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料表面时,主要是两种机理引起声波的衰减:首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动,造成和孔壁的摩擦,紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来,由于摩擦和粘滞力的作用,使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减,反射声减弱达到吸声的目的;其次,小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失,也使声能衰减。另外,高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快,空气与孔壁的热交换也加快。这就使多孔材料具有良好的高频吸声性能。

二、 多孔吸声材料的分类多孔吸声材料按其选材的柔顺程度分为柔顺性和非柔顺性材料,其中柔顺性吸声材料主要是通过骨架内部摩擦、空气摩擦和热交换来达到吸声的效果;非柔顺性材料主要靠空气的粘滞性来达到吸声的功能。多孔吸声材料按其选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料,无机纤维材料,吸声金属材料和泡沫材料四

多孔吸声材料得吸声原理及其分类

一、多孔材料得吸声原理

惠更斯原理:声源得振动引起波动,波动得传播就是由于介质中质点间得相互作用。在连续介质中,任何一点得振动,都将直接引起邻近质点得振动。声波在空气中得传播满足其原理。

多孔吸声材料具有许多微小得间隙与连续得气泡,因而具有一定得通气性。当声波入射到多孔材料表面时,主要就是两种机理引起声波得衰减:首先就是由于声波产生得振动引起小孔或间隙内得空气运动,造成与孔壁得摩擦,紧靠孔壁与纤维表面得空气受孔壁得影响不易动起来,由于摩擦与粘滞力得作用,使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减,反射声减弱达到吸声得目得;其次,小孔中得空气与孔壁与纤维之间得热交换引起得热损失,也使声能衰减。另外,高频声波可使空隙间空气质点得振动速度加快,空气与孔壁得热交换也加快、这就使多孔材料具有良好得高频吸声性能。

二、多孔吸声材料得分类多孔吸声材料按其选材得柔顺程度分为柔顺性与非柔顺性材料,其中柔顺性吸声材料主要就是通过骨架内部摩擦、空气摩擦与热交换来达到吸声得效果;非柔顺性材料主要靠空气得粘滞性来达到吸声得功能。多孔吸声材料按其选材得物理特性与外观主要分为有机纤维材料,无机纤维材料,吸声金属材料与泡沫材料四大类。

１有机纤维材料

吸声材料研究与应用

吸声材料的研究与应用

摘要：利用吸声材料来吸声降噪是治理噪声污染的重要途径之一。阐述了共振吸声材料与多孔吸声材料吸声降噪的机理，较为详细的介绍了各种吸声材料的分类、研究与应用及性能评价，对吸声材料未来研究发展趋势加以展望。

噪声污染已成为当代世界性的问题，同水污染和大气污染一起被列为全球三大污染 。随着工业、农业、交通运输事业的迅速发展，噪声污染日趋严重，它对人们身心健康的危害，日益为人们所认识和关注，并且在人口密集、经济发达的大中城市，噪声污染的程度越加严重，成为环境治理过程中倍受关注的热点问题。

对噪声的防治措施主要是控制声源和采用吸声材料 。声源控制主要是通过改进设备结构，提高加工和装配质量，以降低声源的辐射能量；而实际应用中最有效的噪声治理则是通过采用吸声材料来达到降噪的效果。

1.吸声机理

按吸声机理的差异，吸声材料可分为共振吸声材料和多孔吸声材料两大类。

共振吸声材料相当于多个亥姆霍兹吸声共振器并联而成的共振吸声结构。当声波垂直入射到材料表面时，材料内及周围的空气随声波一起来回振动，相当于一个活塞，它反抗体积速度的变化是个惯性量。材料与壁面间的空气层相当于一个弹簧，它可以起到阻止声压变化的作用。不同频率的声波人射时，这种共振

吸声材料研究与应用

吸声材料的研究与应用

摘要：利用吸声材料来吸声降噪是治理噪声污染的重要途径之一。阐述了共振吸声材料与多孔吸声材料吸声降噪的机理，较为详细的介绍了各种吸声材料的分类、研究与应用及性能评价，对吸声材料未来研究发展趋势加以展望。

噪声污染已成为当代世界性的问题，同水污染和大气污染一起被列为全球三大污染 。随着工业、农业、交通运输事业的迅速发展，噪声污染日趋严重，它对人们身心健康的危害，日益为人们所认识和关注，并且在人口密集、经济发达的大中城市，噪声污染的程度越加严重，成为环境治理过程中倍受关注的热点问题。

对噪声的防治措施主要是控制声源和采用吸声材料 。声源控制主要是通过改进设备结构，提高加工和装配质量，以降低声源的辐射能量；而实际应用中最有效的噪声治理则是通过采用吸声材料来达到降噪的效果。

1.吸声机理

按吸声机理的差异，吸声材料可分为共振吸声材料和多孔吸声材料两大类。

共振吸声材料相当于多个亥姆霍兹吸声共振器并联而成的共振吸声结构。当声波垂直入射到材料表面时，材料内及周围的空气随声波一起来回振动，相当于一个活塞，它反抗体积速度的变化是个惯性量。材料与壁面间的空气层相当于一个弹簧，它可以起到阻止声压变化的作用。不同频率的声波人射时，这种共振

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

常用材料的吸声系数：

125 250 500 1000 2000 4000

砖墙、抹光、涂漆0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03

厚地毯，铺在水泥地上0.20 0.06 0.14 0.37 0.60 0.65

混凝土墙、粗糙0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25

混凝土墙，涂漆0.10 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08

丝绒0.30kg/m2，直接挂在墙上0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35

丝绒0.43kg/m2，折叠面积一半0.07 0.31 0.49 0.75 0.70 0.60

丝绒0.56kg/m2，折叠面积一半0.14 0.35 0.49 0.75 0.70 0.60

木地板0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.07

水泥地板0.01 0.01 0.015 0.02 0.02 0.02

普通玻璃（厚3mm～4mm）0.35 0.25 0.18 0.12 0.07 0.04

石膏板, 龙骨50×100mm, 中心距40cm 0.29 0.10 0.05 0.04 0.07 0.09 开口的舞台（与设备有关）0.25 0.30 0.40 0.50 0.6

穿孔铝板吸声墙面

5.17.1材料准备

穿孔铝板按设计要求选用，材料的品种、规格、质量应符合设计要求。50×50C轻钢龙骨、1mm厚600×600mm穿孔铝板、50mm岩棉、玻璃丝布、铝装饰压条。

零配件有M6×75膨胀螺栓、防腐木块、固定件、铆钉等。

5.17.2主要施工机具

根据施工条件，应合理选用适当的机具设备和辅助用具，以能达到设计要求为基本原则，兼顾进度、经济要求。

常用机具设备有：电动机具：电锯、无齿锯、手电钻、冲击电锤、电焊机等。手动机具：手锯、钳子、螺丝刀、扳子、钢尺、钢水平尺、线坠等。

5.17.3施工作业条件

墙面找平层施工环境温度不低于5摄氏度，当必须在底于5摄氏度气温下施工时，应有保证工程质量有效措施。

墙面灰尘、污垢和油渍等应清理干净，并洒水湿润。掉角需修补。 安装完板内的各种管线及设备，确定好管线，各种露明孔口，预埋件的位置。 各种材料全部配套备齐。 搭好施工操作手台架子。

铝穿孔芯板在大面积施工前，应做样板间，通过做样板间决定分块及固定方法，经鉴定认可后再大面积施工。

5.17.4施工工艺 工艺流程

施工方法

基层清理：抹灰打底前清楚污垢，尘土。适当洒水湿润。 做8厚1：2.5水泥砂浆找平层。

测量放线：弹墙面

穿孔铝板吸声墙面

5.17.1材料准备

穿孔铝板按设计要求选用，材料的品种、规格、质量应符合设计要求。50×50C轻钢龙骨、1mm厚600×600mm穿孔铝板、50mm岩棉、玻璃丝布、铝装饰压条。

零配件有M6×75膨胀螺栓、防腐木块、固定件、铆钉等。

5.17.2主要施工机具

根据施工条件，应合理选用适当的机具设备和辅助用具，以能达到设计要求为基本原则，兼顾进度、经济要求。

常用机具设备有：电动机具：电锯、无齿锯、手电钻、冲击电锤、电焊机等。手动机具：手锯、钳子、螺丝刀、扳子、钢尺、钢水平尺、线坠等。

5.17.3施工作业条件

墙面找平层施工环境温度不低于5摄氏度，当必须在底于5摄氏度气温下施工时，应有保证工程质量有效措施。

墙面灰尘、污垢和油渍等应清理干净，并洒水湿润。掉角需修补。 安装完板内的各种管线及设备，确定好管线，各种露明孔口，预埋件的位置。 各种材料全部配套备齐。 搭好施工操作手台架子。

铝穿孔芯板在大面积施工前，应做样板间，通过做样板间决定分块及固定方法，经鉴定认可后再大面积施工。

5.17.4施工工艺 工艺流程

施工方法

基层清理：抹灰打底前清楚污垢，尘土。适当洒水湿润。 做8厚1：2.5水泥砂浆找平层。

测量放线：弹墙面

实验八 阻抗管法测量声学材料吸声系数

一、实验目的

掌握用阻抗管法测量吸声材料吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。 二、实验要求

1、了解BK阻抗管4206型的结构原理及功能； 2、掌握Pulse 3560C测量声学材料的吸声系数的程序。 三、实验环境

1、BK4206阻抗管套件

2、被测材料：海绵样品 直径100毫米和直径10毫米 3、BK声学测量软件平台 9.0 4、Pulse 3560C前端 5、功率放大器BK2716C 6、通用计算机及 M6k 7、声级校准器4321 四、实验内容及步骤

1、实验内容：测量海绵样品(纳米材料或自选声学材料)的吸声系数。 测量系统如图1所示。

图1 阻抗管测量吸声系数系统连接示意图

2、实验步骤：

（1）、按图8.1连接并将大管接入系统，将双传声器BK4187与相应的专

用测量电缆连接后，插入阻抗管相应的传声器位置处。 (2)、在PULSE软件平台的应用程序中进行校准、测量。

(3)、依次进行通道校准、信噪比测量、传递函数修正后进行样品测量。 (4)、进行数据处理后保存数据。 (5)、利用matlab对数据进行分析。

五、实验结果

1、按1/3倍频程给出材料的吸声系数数据及曲线。 频率/h