大间距双层隔声结构的隔声理论研究

针对双层大间距隔声结构的特点,建立了其隔声性能预测模型．以某空压机房隔声降噪设计为例,进行了隔声降噪的设计与分析．理论预测值与实测结果符合较好。     

多层板的隔声特性研究

应用转移矩阵的方法，就平面声波垂直入射的情况，对具有周期结构的无限大多层板的隔声特性进行了理论分析，并对结构不同的多层板的隔声特性进行了数值模拟．理论分析和数值模拟表明：与通常隔声用的单层或双层板相比，在保持面密度不变的条件下，采用多层板结构能够在某些频段使隔声性能有明显改善，尤其体现在中高频段，但低频隔声效果稍有减弱．另外，适当调节多层板的厚度和板间的距离，可以实现对不同频段的隔声效果有所侧重．采用分区域等厚度的多层板，即采用厚、薄板相结合的复合结构，可以兼顾低频隔声性能，同时提高多层板的中高频隔声效果．在隔声结构的总体面密度和板的空间分布保持不变的情况下，换用同类的不同隔声材料对隔声特性没有明显改变，但可以适当改变隔声结构的强度．在隔声结构的设计过程中，针对不同的噪声频谱，可以采用中介绍的方法来构造相应的多层板结构，达到特定的隔声要求．研究结果对轻薄隔声结构的设计具有一定指导意义．     

可实现宽频宽角度隔声的薄层通风结构

隔声材料的设计是声学研究的重要主题,并具有重要的应用价值,然而通风条件下的低频宽带隔声仍是具有挑战性的难题.提出一种基于空间折叠结构和中空管道相互组合的双层结构的通风隔声屏障设计,利用层间的类Fano共振耦合对特定频带内的声波能量实现高效隔离,具有外形平整、厚度薄(λ/5.2)、通风量高(通风面积50%)、设计制备简便、隔声的频率及角度范围大等重要优势.数值仿真结果表明该结构可在预设的频率范围内对不同角度入射的低频声波能量实现高效隔离.该设计为新型隔声结构的研制提供了启示,并有望应用于各种同时要求高通风量与高降噪量的特殊场合.     

多孔材料声学参数辨识及其在城轨列车顶板隔声中的应用

针对城轨列车隧道运行车内噪声显著问题,对车体隔声薄弱的双层中空顶板结构,提出添加多孔材料的降噪结构优化。考虑到多孔材料声学参数直接测量存在困难,提出采用驻波管测试其吸声特性,然后基于声学参数辨识来确定的方法。基于传递矩阵法建立了轻量化城轨列车顶板结构隔声特性预测分析模型,计算分析3种典型多孔材料在顶板结构应用的隔声性能提高效果,调查了多孔材料厚度和安装位置对城轨列车顶板隔声性能的影响。研究结果表明:未作多孔材料降噪处理的顶板结构在315 Hz处存在显著的隔声低谷,通过多孔材料的添加应用,可有效提高该低谷隔声量和顶板整体隔声性能;多孔材料厚度越大降噪效果越好,但其随厚度并非线性变化,考虑到经济成本,采用16.5 mm效果最佳;多孔材料安装方案的影响不明显,建议将多孔材料放置在靠近铝板的任意一侧安装;相关结果可为典型的轻量化城轨列车降噪提供科学参考。     

多态反共振协同型薄膜声学超材料低频隔声性能

针对普通声学材料无法有效衰减车内低频噪声的问题,提出一种摆臂式轻质薄膜型声学超材料结构设计形式,通过在子单胞内引入多态反共振模式实现了低频隔声频带的拓宽及隔声量的提高。该超材料以柔性乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)材料作为框架,并将4个金属薄片和1个十字形EVA摆臂贴附在0.2 mm厚的聚酰亚胺(PI)薄膜表面构造成谐振部分。通过对超单胞的声传递损失(STL)、多态反共振模式和负等效参数的分析,揭示了STL带宽的拓宽机理;基于超单胞结构衍生设计了大尺寸的柔性隔声超材料,并将大尺寸超材料样件装配到汽车发动机机罩内进行实车降噪测试,通过"混响室-消声室"隔声实验和实车降噪测试进一步预估了超材料对低频噪声的衰减能力。研究结果表明:子单胞间的多态反共振协同模式能调制超单胞处于连续的动态平衡状态,促使低频入射与反射声波相互抵消,从而改善了隔声带宽和隔声量;所设计的超材料可使车内1 kHz以下的发动机噪声平均衰减达3 dB(A),为低频宽带隔声材料的设计提供了一种新的思路,在控制低频噪声方面具有潜在的工程化应用前景。     

储粮害虫声检测隔声室的设计

基于双层墙隔声和多孔吸收原理，结合储粮害虫活动声的特征，设计了一种体积为6m^3的隔声室．该隔声室利用胶合板作为双层墙壁材料，两墙壁间距离为0．08cm，外墙壁均匀穿孔，孔径为1mm，间距为1．5cm，并在支撑物上加垫较硬吸声材料组成准双重穿孔隔声结构．实验表明，在125～2000Hz的频带范围内，隔声室能均匀隔离环境噪声，平均隔声量为22dB，可满足储粮害虫活动声的频率范围和声压级要求．     

建筑隔声减振与建筑材料

随着《民用建筑隔声设计规范》（GB50118-2010）于2011年6月1日的发布执行,全国城镇新建、改扩建的住宅、学校、医院、旅馆、办公建筑及商业建筑等六类建筑中的隔声、吸声、减噪设计日益被设计师所重视。通过与清华大学建筑学院的有关专家进行研讨,我对建筑隔声设计及材料的应用有了一个初步认识。     

阵列声波接收换能器的隔声及防震设计

随着多极子阵列声波测井仪在各油田的广泛应用,阵列声波测井仪器在设计时不但要考虑机械结构的稳定性,更要考虑声波的隔声效果,避免声波沿着机体及个连接部分传播.用一维声波传播模型给出了一种隔声设计方法,对接收换能器阵列整体隔声以及各个换能器之间的隔声特征进行了分析,给出了隔声效果比较好的设计.     

金属锯床噪声控制研究

对金属锯床噪声产生机理及降噪措施进行了探讨,应用隔声技术,利用吸声材料,对锯床降噪的结构进行优化,设计出具有隔声、吸声、隔振、阻尼、消声等综合功能的隔声结构,实现有效降低锯床噪声。     

聚合物/无机粒子复合材料的隔声理论模型

应用声学原理分析了无机粒子填充聚合物复合材料的隔声行为，以更深入地揭示其隔声机理．在此基础上，建立了相关的数学模型，并预测了玻璃微珠填充聚乙烯复合材料的隔声性能．结果显示：隔声量与微珠体积分数之间呈线性关系；在较低的噪声频率下，隔声量对噪声频率的敏感性较强；当微珠含量一定时，隔声量随着微珠粒径的增加而下降．声波遇到粒子时发生反射、散射和折射等行为是复合材料隔声性能提高的主因．     

既有GRC多孔条板轻质隔墙隔声性能提升实验研究

针对既有建筑中常用的单层GRC(glass-fiber reinforced cement)多孔条板轻质隔墙隔声量低的问题，通过综合对比分析GRC多孔条板双层墙与GRC多孔条板附加复合隔声构件隔墙两种构造的隔声特性，发现复合隔声构造在既有建筑改造中的优势.基于复合隔声构造中的声学材料物理性能以及带有空气间层的复合构造特征等方面的研究，结合复合隔声构造理论分析和实验测试验证.通过优化复合隔声构造，提出GRC多孔条板轻质隔墙附加双层和三层硅酸钙板复合构造的隔声性能综合提升设计方案.研究结果表明:附加复合隔声构造后的GRC多孔条板隔墙有效改善了墙体振动引起的隔声量下降问题，提高了墙体全频段隔声性能.     

穿孔板空气薄膜阻尼结构隔声特性

为了提高空气薄膜阻尼结构中低频段隔声性能,提出了采用复合穿孔结构的空气薄膜阻尼结构,即穿孔板空气薄膜阻尼结构.首先,利用有限元统计能量(finite element-statistical energy analysis,FE-SEA)混合法构建了空气薄膜阻尼结构的数值模型,并与实验结果进行了对比,验证了模型的有效性....     

基于虚拟方法的混响箱设计及实验验证

混响箱常用于材料隔声、吸声实验研究中,因此混响箱的设计对于实验的可靠性有着重要影响.混响箱的传统设计都是基于混响声场特性,其效率较低,可靠性也较差.为此,设计了一种复合结构的混响箱模型,通过统计能量分析(SEA)法对复合结构的隔声特性进行了仿真分析,用边界元方法(BEM)模拟混响箱内的声场分布,依据仿真结果对模型进行优化,最终获得具有足够隔声量和均匀声场的混响箱模型.对基于仿真模型制作的混响箱进行隔声实验,结果表明,在400,Hz以上频率范围内,混响箱的隔声量高于50,dB;混响箱内不同位置的声压级相差不超过3.5,dB.镁合金板的隔声实验结果与质量定律及统计能量分析所得结果吻合良好.可见,采用复合结构箱体能实现良好的隔声效果,借助于统计能量法和边界元方法对混响箱进行设计是行之有效的.     

一维周期阻尼薄板结构的隔声特性

针对特定的薄板,借助FE-SEA方法,利用全频段声学仿真软件VAone建立了薄板隔声模型。分析了一维周期阻尼的分布,阻尼个数以及覆盖率等因素对薄板隔声特性的影响。结果表明,在阻尼间隔为100 mm时薄板的的隔声效果最好,在全频率段出10块阻尼的隔声效果最好;随着阻尼覆盖率的增大,隔声效果越来越好,但却不呈现一维周期阻尼的特点。二维周期阻尼由于能发挥x,y两个方向周期阻尼结构的优势,在63~1 000 Hz隔声效果好于一维周期阻尼。因此,对于一维周期阻尼结构需要调整周期阻尼结构的晶格常数及阻尼个数和覆盖率,以使隔声量达到最大。     

考虑加筋效应的薄板结构低频声传递损失

设计一种参数可调的加筋板结构简易实验装置,可根据需要对加筋板的加筋条数、加筋位置、加筋条材料、加筋条尺寸等加筋参数进行调整,研究不同加筋参数对结构整体性能的影响效果.基于该装置,选取3种不同加筋位置对平板结构进行加筋处理,并对加筋平板结构的低频隔声性能进行测试,尤其对不同加筋位置的作用效果进行分析,验证加筋参数对结构低频隔声性能的影响.研究结果表明:仅调整加筋位置这一参数就会对平板结构的低频隔声性能有所影响,尤其对声传递损失曲线的谷点频率有重要影响.     

T型建筑节点的声透射

T型建筑节点广泛存在于房间的墙体之间、墙体与楼板之间。其声传递的机理与墙(楼)板中的不同。因此对其声透射的计算是预测建筑结构及侧向传声的关键之一,本文研究了T型节点的声传递的机理和实验测试方法,进而探讨如何改善节点隔声的途径。即通过调整组成T型节点的板的厚度比,以获得理想的隔声效果．     

含流体夹层阻尼复合板隔声性能研究

根据无限大弹性体和粘弹性体的波传递理论,对水下和空气中含流夹层的弹性－粘弹性阻尼复合板的隔声性能进行了研究,即具体处理了４阶方阵与２阶方阵之间的转化问题,避免了方程奇异。通过计算得到：水层厚度的增加使结构传声损失增大;软质阻尼材料能明显改善结构的隔声性能。     

二维气-固型声子晶体隔声性能

利用声子晶体理论设计并制备了高速公路绿化带模拟试样。对模拟试样进行了隔声性能试验测定,重点研究二维声子晶体的拓扑结构/矩阵类型、填充率、矩阵走向等因素对其隔声性能的影响。试验结果表明:模拟树干试样隔声性能优于模拟树枝和模拟树叶试样;声子晶体填充率越大,其隔声性能越好;试件厚度对试件隔音性能有一定的影响。