12 2019-10

吸聲隔聲材料的應(yīng)用

一、吸聲原理、吸聲材料及吸聲測(cè)試方法

　　聲波在媒介中傳播或者入射到另一個(gè)媒介的過(guò)程中，聲能減少的過(guò)程就是吸聲。吸聲的原理是聲能轉(zhuǎn)換為熱能，比如吸音棉的吸音原理是由于聲音在吸音棉的中空纖維結(jié)構(gòu)中不斷消耗轉(zhuǎn)換為熱能導(dǎo)致。

　　通常將吸聲系數(shù)大于0.2的材料稱為吸聲材料。吸聲材料安裝在車外，可以減小外界噪聲源;安裝在車內(nèi)，可以減小傳遞到車內(nèi)的噪聲并提升聲品質(zhì)。材料的吸聲能力采用吸聲系數(shù)來(lái)衡量。吸聲系數(shù)的大小除了與吸聲材料本身有關(guān)外，還與入射聲波的角度等參數(shù)有關(guān)。而根據(jù)聲波入射角度的不同，分為駐波管測(cè)試以及大混響室測(cè)試。

　　駐波管：

　　顧名思義為聲波垂直入射至樣品表面，由于聲波頻率的不同所以波長(zhǎng)也是不同的，因此駐波管才會(huì)有大小管徑的區(qū)別，并有相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)約束。通用的如B&K 4026型號(hào)的大管直徑100mm可下潛到100Hz左右，測(cè)試低頻長(zhǎng)波聲音，配合一個(gè)小管直徑29mm可測(cè)試高頻截至6300Hz左右的聲音。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，樣品要求面積小，測(cè)試方便;缺點(diǎn)是對(duì)于樣品邊緣的精度要求較高，誤差較大。

　　大混響室：

　　采用擴(kuò)散聲場(chǎng)，在混響場(chǎng)內(nèi)的各點(diǎn)聲能密度均勻，聲波方向無(wú)規(guī)，有相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)標(biāo)GBT 20247-2006約束。一般要求混響室的容積大于200m³，混響室的體積決定著所能測(cè)得的頻率的下限。相應(yīng)的，樣品面積一般為10-14m²。其優(yōu)點(diǎn)是所測(cè)吸聲系數(shù)能反映材料在實(shí)際工況下的吸聲能力;缺點(diǎn)是費(fèi)用高、樣品面積要求大。

　　現(xiàn)在市面上有α 箱、β箱或者像豐田的更小的混響室，其實(shí)是為了測(cè)試無(wú)規(guī)入射聲波下的樣品的吸聲能力，但同時(shí)兼顧了樣品面積小以及測(cè)試費(fèi)用低、可驗(yàn)收零件的聲學(xué)性能三大優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到主機(jī)廠及材料零件供應(yīng)商的青睞。雖然尚不滿足ISO標(biāo)準(zhǔn)，且實(shí)際測(cè)下來(lái)與大混響室測(cè)試方法有些差異，但縱向研究卻也足夠。

　　二、隔聲原理、隔聲材料及測(cè)試方法

　　采用特殊的材料和結(jié)構(gòu)將外界聲源與接收環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，使得環(huán)境噪聲降低，這就是隔聲。聲音從空氣入射到另外結(jié)構(gòu)表面時(shí)，一部分聲能被反射回來(lái)，另一部分聲能透過(guò)這個(gè)材料，繼續(xù)在空氣中傳播。

　　通常采用STL (sound transmission loss) 來(lái)反映平板或者零件的隔聲性能，單位是dB(分貝)。單層板隔聲滿足兩個(gè)6dB原則：

　　第一個(gè)是當(dāng)頻率增加一個(gè)倍頻程時(shí)，隔聲量增加6分貝，即隔聲量隨著頻率增加的直線斜率為6dB/倍頻程。

　　第二原則是當(dāng)質(zhì)量增加一倍時(shí)，隔聲量增加6分貝，即隔聲曲線整體向上移6dB。

　　實(shí)際上，板結(jié)構(gòu)是有限，而且結(jié)構(gòu)的邊界條件、剛度、阻尼等會(huì)影響到其隔聲效果。大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)板的面密度增加一倍時(shí)，隔聲量增加量為5分貝;當(dāng)頻率增加一個(gè)被頻程時(shí)，隔聲量增加4分貝。

　　隔聲材料通常為面密度較大的材料如鋼板、EVA、EPDM等材料。在汽車前圍隔音墊、地毯、輪罩隔音墊等零件上廣泛應(yīng)用。而隔聲性能測(cè)試廣泛采用的是大混響-消聲的測(cè)試方法，阻抗管測(cè)試隔聲應(yīng)用較少。測(cè)試樣件安裝在混響室和消聲室之間的窗口上，混響室作為發(fā)聲室，消聲室作為接受室，用聲強(qiáng)法來(lái)測(cè)量消聲室的透射聲功率。可用于零件全密封及過(guò)孔的測(cè)試，分析薄弱的區(qū)域，這也是混響-消聲室方法優(yōu)于混響室-混響室方法的原因。

　　三、吸隔聲材料組合應(yīng)用

　　車身上的聲學(xué)包裝結(jié)構(gòu)多數(shù)是吸收材料和隔聲材料在一起的組合應(yīng)用，如前壁板隔聲墊、地毯、以及目前被很多豪華車采用的靜音鋼板等。如下圖的前壁板聲學(xué)結(jié)構(gòu)由四層組成：鋼板隔聲層+吸聲層+隔聲層。

　　目前，在電動(dòng)化的大趨勢(shì)下，對(duì)于輕量化吸隔聲材料的研究越來(lái)越深入，如九大參數(shù)對(duì)于材料聲學(xué)性能的影響，材料級(jí)到整車級(jí)的模擬等，各大主機(jī)廠和供應(yīng)商都展開(kāi)了深入的研究并擁有了大量的數(shù)據(jù)和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也切切實(shí)實(shí)的為正向開(kāi)發(fā)付出著自己的汗水和努力。

　　相關(guān)問(wèn)答：

　　問(wèn)：什么材料隔音最好?

　　答：室內(nèi)裝修所使用到的隔音材料主要有五種，分別是多空吸引材料、穿孔板共振吸聲材料、薄膜吸聲材料等。下面小編給大家列舉一些常見(jiàn)的隔音材料。

　　室內(nèi)隔音材料1、玻璃棉、麻棉毛氈、有機(jī)纖維材料、巖棉、礦棉以及聚苯乙烯泡沫塑料這幾種。

　　室內(nèi)隔音材料2、石膏板、石棉水泥、膠合板、鋼板、鋁板以及硬質(zhì)纖維板，他么是通過(guò)共振吸引的方式，達(dá)到隔絕聲音的功效的。

　　室內(nèi)隔音材料3、皮革、塑料薄膜、人造革等具有不透氣、張拉能力強(qiáng)而且柔軟的材料，通過(guò)聲音的共振頻率能夠有效阻隔聲音傳播。

　　室內(nèi)隔音材料4、石膏板、硬質(zhì)纖維板等能夠?qū)鍓K四周固定，然后連通板后的封閉空氣層，從而達(dá)到吸音隔音的效果。

　　室內(nèi)隔音材料5、具有特殊功能的窗幕以及空間吸聲體。

　　問(wèn)：建筑隔聲材料怎么選擇?

　　答：建筑物內(nèi)如有電機(jī)等設(shè)備，除了利用周圍墻板隔聲外，還必須在其基礎(chǔ)和管道與建筑物的聯(lián)結(jié)處，安設(shè)隔振裝置。如有通風(fēng)管道，還要在管道的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)段內(nèi)加設(shè)消聲裝置。

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