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关于吸声结构的设计

2019-09-27 05:44:04    570次浏览

关于吸声结构的设计

对于要求吸声系数≥0.99的吸声结构,一般采用尖劈形状。因为多孔性材料的吸声机理,是材料内部有大量气流连通的空气隙,形成细管甚至毛细管,当声波传人时,声波在细管中的振动因内摩擦而转化为热能被吸收。吸声能力与材料的空隙率(如玻璃棉的空隙率达96%左右)、流阻及材料的纤维结构有关。同时.吸声的频率特性与材料厚度有关,即吸声值的下限频率大约是其厚度相对应的1/4波长的频率。要使低频吸声好,就得增加多孔性吸声材料的厚度。但由于材料的流阻,不能任意增大厚度来延伸低频吸收,各种多孔性材料都有其有效厚度。

因此,要使高吸声特性向低频扩展,就把多孔性材料做成尖劈形状。从尖劈结构的截面来看.是从空气媒质逐渐过渡到多孔性材料,声阻抗有渐变过程,使声波能传人尖劈结构深部并被转化为热能消耗掉。

当然,要设计达到0.99以上的吸声系数.除与材料本身的参数有关外,还与尖劈的形状(尖劈的角度和劈部与尖部的比例)有关。尖劈的总长度决定吸声系数的频率(一般称吸声系数大于0.99的频率为尖劈的截止频率)。大约为尖劈总长度相应为1/4波长的频率。如果利用尖劈基部与尖劈后空腔深度的共振吸声结构.则截止频率还可稍向低频延伸。

在宽带噪声信号的测试情况,尤其半消声室中噪声源声功率级的测定,很多情况下就不一定采用尖劈吸声结构的设计。如,在为某企业设计大型电机的声功率测定进行半消声室设计时,采用三层布幕的多共振吸声结构,在低频驻波管中试验不同材质的防火布,改变与刚性壁的安放距离,获得100Hz以上吸声系数大于0.86的结果,很节省地完成了半消声室的设计任务。

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