GRC复合轻质条板在建筑高隔声量隔墙中的应用

对GRC复合轻质条板在建筑高隔声量隔墙中的应用技术进行了研究.基于具体的工程实例,对其安装施工工艺、节点构造等进行了详细阐述;通过对由条板构成的墙体进行隔声性能测试,结果表明其隔声性能良好.     

墙角节点声传递机理的探讨

对建筑中墙角节点的场传递进行了理论分析，计算了其声透射系数和隔声量。计算结果和实验测试有良好的一致性，并介绍了节点隔声的测试方法。     

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.     

住宅建筑中对角房间的声传递预测

将住宅建筑中对角房间的建筑构件划分为若干子系统,构建系统的声能平衡方程组,通过求解此方程组预测各传声路径上的声压级差及总声压级差,由主要传声路径确定对角房间隔声的薄弱部分,建立其隔声理论预测模型.研究结果显示:整个频率范围内,全程通过楼板的侧向传声路径是对角房间的主要传声路径;在200~500 Hz的频率范围内,隔墙的轻质化有利于改善对角房间的隔声.此外,由于在隔声预测模型中考虑了二阶侧向传声的影响,使得对角房间中的声压级差的预测值降低了3~5 d B,提高了对角房间声传递预测的精度.应用此模型可探索改善住宅建筑隔声的有效方法.     

输电线路铁塔曲臂T节点的增强方法及受力特性

为增加猫头塔塔头横梁刚度,在横梁与曲臂梁连接处设置斜撑的增强措施.基于相似原理,设计缩尺模型,开展增强前后曲臂T型节点承载力及变形特性的试验研究,建立原型空间塔架T节点有限元模型,分析了增强措施对曲臂T节点传力机理、刚度以及承载力特性的影响规律.结果表明:设置斜撑后, T节点整体性提高,横梁上的导线竖向荷载通过斜撑传递至曲臂;结构刚度提高了近1.5倍,说明设置斜撑是提高猫头型输电塔曲臂T节点刚度的一种有效方法.     

基于颗粒阻尼的超结构在管状带式输送机中的应用

为了减少管状带式输送机启机后产生的振动所带来的不利影响,现设计一种颗粒阻尼型声子晶体板。通过有限元法对声子晶体带隙成因进行研究,并对颗粒阻尼型声子晶体板进行建模。利用COMSOL得到颗粒阻尼型声子晶体的能带与传递损失图形,并对非颗粒阻尼型声子晶体与颗粒阻尼型声子晶体进行传递损失分析。实验结果表明,颗粒型声子晶体减振效果达到70.43%,相比非颗粒型声子晶体增加37.42%。研究结果为颗粒阻尼型声子晶体在管带机上的减振应用提供理论支撑。     

改进梁格法在既有双幅简支T梁结构分析中的应用

传统的梁格法难以考虑左右幅简支T梁桥因桥面铺装横向连续作用下的荷载传递问题。从桥面铺装的横向荷载传递机理出发,研究了荷载沿桥面铺装的横向传递过程,提出了一种改进的梁格法。在传统的空间梁格模型中加入板单元来模拟桥面铺装,通过梁单元与板单元节点间合理的约束耦合来模拟荷载横向传递。通过对某一既有双幅简支T梁桥进行实桥建模受力分析和静载试验,并对理论值和实测值进行对比分析,得出了与实际情况较为符合的结论、验证了改进梁格法的正确性,可为同类型桥梁分析提供参考。     

宽带低反射式通风声屏障

提出了一种基于长方晶格型声子晶体结构的波矢调制特性的声屏障设计机理.该声屏障能够以极低的反射率将入射声波导引至内部,并在相对于原有的传播方向偏移一定距离后出射,从而产生局部的声静区.由于该机理不依赖于粘滞吸收效应或负的等效声学参数,因而可保证出射声波的强度及波形均与入射声波相近,使得所设计的声屏障能够在隔声的同时有效地将入射声能量导引至预设的位置进行吸收或进一步利用,并且具有较宽的工作频带.数值计算结果证明在7750~10000Hz频率范围内均有35dB左右以上的隔声量,最大隔声量可达50dB.此外,区别于传统重墙隔声,声子晶体薄板在隔声时未导致背景媒质的阻断,留有与声波波长同尺度的间隙.这些特性对于在实际隔声问题中的应用具有重要价值.     

道路声屏障组合吸声结构设计与评估

声屏障在道路交通噪声污染防治中得到了广泛应用,但同时面临材料吸声性能有限、轻量化程度有待提升等问题。为了更好地提升道路声屏障的降噪效果,需要研究组合吸声结构的声学性能及其影响因素。建立了二维阻抗管有限元模型,与实验数据进行对比验证了其可靠性。基于有限元仿真构建了微穿孔板-双层多孔吸声材料-空腔组合吸声结构,研究了几何参数对组合结构的吸声性能的影响,并在实际道路场景中进行了仿真分析。结果表明,微穿孔板的孔径和厚度减小,组合结构在中高频段的吸声效果提升;穿孔率减小,组合结构在低频段的吸声性能提升,但是中高频吸声性能显著降低;多孔吸声材料厚度的增加能提升组合结构中高频吸声系数。在多孔吸声材料背后合理设置空腔并不会降低组合结构的声学性能。穿孔率3%,孔径0.4 mm,板厚1 mm的微穿孔板与3 cm聚酯纤维+3 cm三聚氰胺+2 cm空腔的组合吸声结构降噪效果较好,将其作为吸声型声屏障的材料。吸声型和隔声型声屏障插入损失的规律基本一致,采用组合吸声结构的吸声型声屏障较隔声型声屏障插入损失提升1-2 dB,能够较好地控制中低频交通噪声,具有实际工程价值。     

利用双层墙构造减弱吻合效应影响的方法

双层墙以其良好的隔声效果被广泛应用于各类建筑围护结构,但这种构造存在由于吻合效应叠加而降低墙体在某些频率范围隔声性能的现象.为了避免这种吻合效应叠加现象,文中应用统计能量分析(简称SEA)理论对具体双层墙构造的隔声规律进行预测与分析,由此提出减弱此类墙体结构吻合效应的构造方法,即通过改变双层墙的材料层次序、密度和厚度来减弱吻合效应对隔声的影响.研究结果表明:利用向声源薄板的双层墙构造能够有效地减弱吻合效应叠加对隔声性能的影响;采用不同密度和厚度轻质墙体的双层墙可大幅度降低甚至消除低频和高频吻合效应.     

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．     

柴油机缸盖罩隔声性能与透射噪声

以某柴油机缸盖罩为例,研究了柴油机薄壁件的隔声性能与透射噪声.采用结构-声耦合分析法对柴油机缸盖罩的隔声量进行了计算,并通过隔声性能试验验证了计算结果.设计了提取缸盖罩内部声场声压级的四负载法试验,并将结果施加到结构-声耦合计算模型中,计算了缸盖罩在发动机1,000,r/min、2,000,r/min和3,400,r/min全负荷工况下的透射噪声.研究发现,缸盖罩透射声功率主要分布在低频及隔声性能较差的高频范围;透射噪声在柴油机薄壁件辐射噪声中所占比重较大,对薄壁件辐射噪声进行预测和声学优化时,不能忽略透射噪声.     

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.     

基于分流电路调控的宽低频吸隔声机理研究

针对含分流电路的扬声器结构,本文研究了基于频率自适应概念扩宽吸隔声频带的理论机理. 针对扬声器隔声结构模型,揭示了在声波频率和分流电路电感所构成参数空间中存在的高隔声量轨迹,进而设计出控制电路使等效电感参数可以自适应追踪高隔声量轨迹,结果表明在低频区域的隔声带宽获得了显著扩展,将不同工作频率的自适应隔声结构组合可以进一步扩宽隔声频带. 针对扬声器吸声结构模型,发现在频率-电感参数空间同样存在高吸声轨迹,通过设计控制电路自适应追踪高吸声轨迹可以扩宽吸声频带,此外研究了扬声器与微穿孔板构成的复合吸声结构,数值结果表明在自适应吸声与微孔吸声机理的共同作用下吸声频带可被进一步扩宽。本研究为扩展扬声器结构吸隔声频带提供了新的思路,为下一步工程应用设计奠定了理论基础.      

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．     

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。     

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。在此基础上,研究了穿孔板空气薄膜阻尼结构孔的位置、穿孔率、孔径及孔的形状和排布方式等结构参数对其隔声性能的影响。研究结果表明,在附加板上穿孔使空气薄膜阻尼的隔声性能有明显提升,而基板上穿孔其隔声性能改善效果不佳。并且穿孔率和孔径是影响隔声性能的重要因素,而孔的形状和排列对隔声性能影响不大。此结构为中低频段空气薄膜阻尼隔声结构设计提供了依据,具有重要的工程应用价值。     

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.     

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。