隔声薄膜褶皱复合结构吸声性能研究

作     者：熊红莲 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱世云

授予年度：2011年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：褶皱 吸声 隔声 复合结构 

摘      要：随着噪声污染问题的日益严重,人们在对吸声材料和结构的需求量越来越大的同时,也对其吸声性能、环保性、经济性和装饰效果等方面的要求也越来越高,本文利用隔声薄膜褶皱制作了未开口和开口两种褶皱结构,将其加入传统吸声结构的板后空腔之中,目的在于提高传统吸声结构的吸声性能,得到一种高效、环保、结构简单和适用范围广的新型复合吸声结构。 本文根据平均吸声系数、吸声峰值、吸声带宽和降噪系数(NRC)指标的变化情况,研究了未开口褶皱结构(fold)、开口褶皱结构(semifold)、微穿孔板(Micro Perforated Panel,简称MPP)、穿孔板(Perforated Panel,简称PP)、狭缝板(Slit Plate,简称SP)、泡沫铝板(aluminum foam,简称为AFM)和铝纤维板(aluminum fiberboard,简称AFB)单一结构的吸声性能;考察了开口和未开口两种褶皱结构分别与微穿孔板、泡沫铝板和铝纤维板所组成的复合结构的吸声性能;对未开口褶皱穿孔板复合结构(PP-fold)和未开口褶皱狭缝板复合结构(SP-fold)进行了正交试验,探讨各因素对两种复合结构的影响。研究结论如下： 1.单独的未开口和开口褶皱结构均具有一定的吸声能力,但整体吸声性能并不高;褶皱高度对吸声峰值频率具有明显影响,随着褶皱高度的增加,吸声频带变宽,并且向低频移动;NRC值随褶皱高度增大而增大,在高度为5cm时,未开口褶皱结构和开口褶皱结构的NRC值最大,分别为0.326和0.308;与未开口褶皱结构相比,开口褶皱结构具有较高的峰值吸声系数,但是其吸声带宽要小。 2.将不同腔深的未开口和开口两种褶皱结构分别与微穿孔板、泡沫铝板、铝纤维板组合,其复合结构的吸声性能都有显著提高,在同一面材料下,加入未开口褶皱结构所组成的复合结构吸声性能比加入开口褶皱结构要相对优越,主要表现在降噪系数和吸声带宽的增大;复合结构的吸声系数、降噪系数和吸声频带,均随着褶皱的高度的增加而增大;未开口褶皱微穿孔板复合结构(MPP-fold)、未开口褶皱泡沫铝板复合结构(AFB-fold)和未开口褶皱铝纤维板复合结构(AFM-fold)的峰值吸声分别为系数0.943、0.937和0.850,最大降噪系数分别为0.460、0.478和0.474,并且均在腔深5cm时出现。 3.将未开口褶皱与穿孔板进行组合,能够得到吸声性能优越的PP-fold复合结构,PP-fold结构的最大NRC值、低频平均吸声系数、中频平均吸声系数和高频平均吸声系数分别为0.600、0.349、0.707和0.728;正交结果表明,褶皱高度对PP-fold复合结构的NRC值、低、中和高频平均吸声系数均为高度显著性因素,主要表现为随着褶皱高度的增加,复合结构的吸声性能得到提高。 4.将未开口褶皱与狭缝板组合,能够得到吸声性能优越的SP-fold复合结构,SP-fold结构的最大NRC值、低频平均吸声系数、中频平均吸声系数和高频平均吸声系数分别为0.634、0.250、0.656和0.741;正交结果表明,褶皱高度对SP-fold复合结构的NRC值、低频和中频平均吸声系数均为高度影响因素,主要表现为随着褶皱高度的增加,复合结构的吸声性能得到有效提高,褶皱高度对复合结构的高频平均吸声系数仅有一定影响。