板振動(dòng)對(duì)微穿孔板吸聲體的聲學(xué)特性存在一定的影響。文章對(duì)此影響關(guān)系從理論方面進(jìn)行初步分析,并通過不同材料、不同孔徑、不同穿孔率樣品在低頻、中頻駐波管中的大量實(shí)驗(yàn),分析板振動(dòng)對(duì)微穿孔板吸聲體吸聲性能影響關(guān)系的規(guī)律性,從而得到對(duì)微穿孔板的實(shí)際應(yīng)用具有指導(dǎo)性的結(jié)論。

簡(jiǎn)述了馬大猷教授的微穿孔板基本理論、微穿孔板吸聲體在擴(kuò)散聲場(chǎng)以及在高聲強(qiáng)環(huán)境下的理論要點(diǎn)。比較詳細(xì)地討論了30年來(lái)與馬大猷教授所提理論相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果及應(yīng)用發(fā)展情況?；隈R大猷教授的基本理論,提出了一種新的相關(guān)衍生結(jié)構(gòu)——管束微穿孔板。對(duì)微穿孔板吸聲體的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。表明:微穿孔板吸聲體將成為新世紀(jì)的綠色理想吸聲材料。

采用aml語(yǔ)言開發(fā)了一套微穿孔板吸聲體的聲學(xué)軟件。該軟件初始參數(shù)選擇靈活,分析結(jié)果直觀明了,為用戶提供操作簡(jiǎn)單的界面,從而進(jìn)一步提高微穿孔板設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性,并對(duì)工程應(yīng)用有一定的幫助。

文章以馬大猷教授提出的微穿孔板非線性聲阻公式為依據(jù),提出了非線性聲阻作用的臨界條件,并由此進(jìn)行應(yīng)用于高聲強(qiáng)下微穿孔板吸聲體的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)寬頻帶微穿孔板的非線性特性進(jìn)行初步分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)具有吸聲系數(shù)高、吸收頻帶寬等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于噪聲控制的各個(gè)領(lǐng)域根據(jù)馬大猷的微穿孔吸聲理論,總結(jié)了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲原理,并用基于此理論的計(jì)算結(jié)果與在低頻、中頻駐波管中實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得到了比較滿意的結(jié)果采用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),進(jìn)行汽車發(fā)動(dòng)機(jī)隔聲降噪模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)具有良好的降噪功能微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能的初步研究,為微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用提供了依據(jù)

在燃燒室的空間和質(zhì)量有限的情況下,為達(dá)到更好的聲抑制效果,該文提出了將單層微穿孔板一分為二,采用與單層結(jié)構(gòu)具有相同穿孔率、穿孔半徑、質(zhì)量及占用空間的雙層串聯(lián)微穿孔板結(jié)構(gòu)。通過聲-電類比法推導(dǎo)了溫度變化條件下雙層串聯(lián)微穿孔板結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)的計(jì)算公式,并與單層結(jié)構(gòu)的吸聲特性進(jìn)行了對(duì)比仿真分析,最后得出將單層結(jié)構(gòu)一分為二,采用雙層串聯(lián)結(jié)構(gòu)具有更寬的吸聲頻帶,在高溫條件下,其吸聲效果更好。

分析不同共振頻率的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)模型,并計(jì)算了其組合吸聲系數(shù)。理論計(jì)算結(jié)果與采用sysnoise軟件,根據(jù)gb/t18696對(duì)并聯(lián)的微穿孔板吸聲系數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果及已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,該文中并聯(lián)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻抗率及組合吸聲系數(shù)的計(jì)算方法是可行的。

提出用微穿孔板進(jìn)行主動(dòng)吸聲的方法。用微穿孔板作為主動(dòng)吸聲的材料,檢測(cè)出入射聲波的頻率,得到微穿孔板的共振頻率,從而得到微穿孔板背后空腔的深度,移動(dòng)微穿孔板背后的剛性壁以滿足空腔深度的要求,使得吸聲系數(shù)達(dá)到最大,從而達(dá)到主動(dòng)吸聲的目的。最后,進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn),計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果能很較好的吻合,說(shuō)明了該主動(dòng)吸聲方法的可行性。

在介紹馬大猷開創(chuàng)的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論的前提下,綜述了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論發(fā)展、吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法以及微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程領(lǐng)域的一些應(yīng)用。最后提出微穿孔板研究發(fā)展的方向。

提出在薄微穿孔板微孔中穿入銅纖維的結(jié)構(gòu),有效拓寬薄微穿孔板的吸聲頻帶,提高吸聲系數(shù),使微穿孔板吸聲性能在中低頻得到很大的提高。研究結(jié)果表明,樣品直徑為100mm,29mm,穿孔直徑為1mm,厚度2mm,穿孔率為3%的微穿孔板,穿入銅纖維的直徑為0.13mm,穿入銅纖維為3和4根時(shí),在100hz~1600hz內(nèi),共振吸聲系數(shù)α0達(dá)0.99;穿入7至9根時(shí),吸聲頻帶可拓寬1000hz以上;隨著穿入纖維數(shù)量的增加,吸聲頻帶顯著向低頻移動(dòng),當(dāng)穿入11根時(shí),移動(dòng)幅值為464hz。

傳統(tǒng)的微穿孔板要獲得較佳的吸聲性能,需要較小孔徑的微孔(<0.3mm);在穿孔率不變的情況下,增加板厚,那么板的吸聲性能將下降。為了避免這個(gè)問題,提出一種新型的微穿孔板結(jié)構(gòu)——變截面微穿孔板。與傳統(tǒng)微穿孔板不同,它的微孔的截面積沿其軸向不是恒定的,而是在軸向的一定位置發(fā)生突變,從而板存在孔徑差異較大的兩部分。在馬大猷的理論基礎(chǔ)上,分析了變截面微穿孔板的吸聲特性,并利用傳遞函數(shù)法,通過阻抗管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,變截面微穿孔板的吸聲性能主要由孔徑較小的部分決定,孔徑較大的部分主要是增加了板的厚度,對(duì)板的吸聲性能貢獻(xiàn)較小;因此,通過變截面的方法,在增加板厚的同時(shí)也能使板維持在較佳的吸聲性能水平。

微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在噪聲控制上有著優(yōu)異的表現(xiàn),受到廣大科研人員的關(guān)注。筆者介紹了近年來(lái)與微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)相關(guān)的理論研究,包括微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲特性以及吸聲帶寬的理論極限;探討了微穿孔板和超微孔板的制造技術(shù)及這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn);分析了組合微穿孔結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論計(jì)算及試驗(yàn)仿真。在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,指出了微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中存在的問題,并對(duì)該研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。

傳統(tǒng)微穿孔板的穿孔為圓形或狹縫,背面不帶毛刺,其吸聲系數(shù)和吸聲頻帶寬度有待進(jìn)一步提高。目前出現(xiàn)一種新工藝加工的微穿孔板,其穿孔為三角形,且背面帶有毛刺。帶刺三角孔微穿孔板與圓孔微穿孔板不同,不能用原有方法計(jì)算其聲阻抗。文章采用試驗(yàn)研究的方法測(cè)定帶刺三角孔微穿孔板的聲阻抗,分析其聲學(xué)特性,為工程應(yīng)用提供參數(shù)依據(jù)。通過駐波管試驗(yàn)測(cè)量單層和雙層帶刺三角孔微穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù),并與圓孔微穿孔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析。研究結(jié)果顯示,新工藝加工的帶刺三角孔微穿孔板與圓孔微穿孔板相比較,聲阻有了較大幅度的提高,聲抗基本保持不變;帶刺三角孔微穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)有了顯著的提升,吸聲頻帶也得到一定程度的拓寬。

用自行研制的ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃泡沫材料制成微穿孔板，研究其吸聲特性及規(guī)律，并與ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃非泡沫材料微穿孔板進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，泡沫材料微穿孔板吸聲體在中、低頻率區(qū)域的最大吸聲因數(shù)可達(dá)０９８以上；在１２５～２０００ｈｚ范圍內(nèi)平均吸聲因數(shù)可達(dá)０５２以上。

馬大猷教授提出的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在空氣噪聲降低和隔離方面得到了廣泛的應(yīng)用,但未見水下應(yīng)用的相關(guān)研究和報(bào)道。本文將空氣中微穿孔板理論應(yīng)用到水中,得到了水下微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲公式。通過理論分析,得出了微穿孔板結(jié)構(gòu)直接應(yīng)用于水中無(wú)法獲得寬頻吸收的結(jié)論。提出了通過匹配液將微穿孔板間接應(yīng)用到水下的設(shè)想。設(shè)計(jì)了單層板和雙層板吸聲結(jié)構(gòu),并對(duì)它們的吸聲特性進(jìn)行了理論分析與仿真。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在水中能夠獲得優(yōu)于空氣中的寬頻帶吸聲效果。實(shí)驗(yàn)測(cè)量了自制的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),吸聲系數(shù)的測(cè)量值與理論曲線基本吻合,從而驗(yàn)證了理論分析的正確性。

依據(jù)馬大猷教授的微穿孔板基本理論,進(jìn)行參數(shù)選擇并設(shè)計(jì)了微穿孔吸聲反射板結(jié)構(gòu),用于階梯教室中,分析了這種微穿孔吸聲反射板結(jié)構(gòu)在階梯教室中的聲反射和聲吸收的性能。

本文主要探討微穿孔板吸聲機(jī)理、吸聲系數(shù)與頻率的關(guān)系，以及在室內(nèi)的吸聲處理，降低噪聲、消聲等方面的應(yīng)用。并指出微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能優(yōu)于其它礦棉吸聲材料，能夠較好地改善建筑聲學(xué)功能，可廣泛應(yīng)用于吸聲降噪工程，效果理想。

傳統(tǒng)的聲電類比法在單層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)中的計(jì)算,得到廣泛應(yīng)用,但由于在雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)中存在較大誤差,于是提出用傳遞矩陣法對(duì)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。本文對(duì)比分析聲電類比法與傳遞矩陣法在微穿孔板結(jié)構(gòu)模型中的應(yīng)用,從而有效設(shè)計(jì)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。

以厚度為10mm的環(huán)氧樹脂基厚微穿孔板為研究對(duì)象,分別選擇空氣、水、聚乙烯醇、羊毛纖維作為孔中介質(zhì),研究各種介質(zhì)對(duì)微穿孔板吸聲性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過在孔中加入纖維材料可以在一定程度上彌補(bǔ)因材料厚度增加而導(dǎo)致的吸聲性能的減弱。當(dāng)平均每孔中穿入53根羊毛纖維,后空腔深度為20mm時(shí),厚微穿孔板共振吸收頻率為956hz,峰值吸聲系數(shù)可達(dá)0.94。有效吸聲頻帶范圍為612hz-1600hz以上。

選擇厚度為2mm的薄微穿孔板,研究羊毛纖維穿入率、穿入量和穿孔率對(duì)微孔板吸聲性能的影響。在100~1600hz范圍內(nèi),隨著羊毛纖維穿入率和穿入量的增加,共振吸聲頻率均向低頻移動(dòng),吸聲頻帶都得到拓寬。當(dāng)羊毛纖維穿入率從0%增加到100%時(shí),共振吸收峰向低頻移動(dòng)了340hz,頻帶拓寬346hz以上。當(dāng)穿入量從0根增至160根時(shí),共振吸聲頻率向低頻移動(dòng)340hz;當(dāng)穿入量約為106根時(shí),頻帶拓寬360hz以上,共振吸聲系數(shù)為0.92。而當(dāng)穿孔率為1%時(shí),穿入羊毛纖維使最大吸聲系數(shù)降低,吸聲頻帶變窄;但隨著穿孔率的增加,穿入羊毛纖維可以顯著拓寬微穿孔板的吸聲頻帶,共振吸聲系數(shù)也隨之增大。當(dāng)穿孔率為6%時(shí),穿入羊毛纖維前后,最大吸聲系數(shù)從0.68增至0.97,共振吸聲頻率從1158hz降至986hz,頻帶拓寬了674hz以上。穿孔率越大,羊毛纖維改善微穿孔板吸聲性能的優(yōu)勢(shì)越顯著。

空氣壓縮機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中已被廣泛用作氣體動(dòng)力,特別在化工系統(tǒng)中,常為工藝所需而設(shè)置站、房之類。但當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),即產(chǎn)生了多種類型強(qiáng)噪聲,它不僅嚴(yán)重危害了工人們身心健康,還污染了周圍環(huán)境。就復(fù)動(dòng)式空壓機(jī)而言,活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)將大流量氣體,間歇經(jīng)吸入口進(jìn)入機(jī)內(nèi),在吸入口產(chǎn)生了高速氣流,形成了氣體動(dòng)力性噪聲,它是空壓機(jī)主要噪聲源。而這些間歇壓力脈沖所致往往是低頻為主,易于激發(fā)

工業(yè)與科技進(jìn)展加劇噪聲污染，威脅人類健康，凸顯消聲器的重要性，其中微穿孔板消聲器因設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、消聲效能高及應(yīng)用廣泛而備受青睞。本文深入分析其設(shè)計(jì)原理與方法，旨在為相關(guān)研究與應(yīng)用提供實(shí)用參考。