提升微穿孔板吸声结构低频吸声性能研究.pdf

江苏大学硕士学位论文摘要微穿孔板吸声结构利用穿孔自身的声阻来控制结构的相对声阻率,不需填充吸声材料,避免了二次污染,而且可以应用在对清洁度要求高、高温等条件下,是一种理想的绿色吸声体。自从马大猷教授建立微穿孔板理论以来,对其研究一直受到关注。微穿孔板结构是一种共振吸声结构,要在低频取得理想的吸声性能需要较大的背腔,整个吸声结构也需占据较大的空间,然而实际的噪声控制工程中,由于空间条件的限制,微穿孔板结构的低频吸声性能不理想。本文致力于提高微穿孔板结构的低频吸声性能,具体工作如下:总结了微穿孔板结构基本声学单元的声阻抗。声电类比法是目前计算微穿孔板结构的常用方法,该方法采用集总参数进行计算;使用传递矩阵法计算微穿孔板结构的吸声系数是新发展的计算方法,该方法考虑到空腔中声的传播。通过实验对比了这两种算法,结果表明声电类比法适用于空腔较短、频率较低的情况,传递矩阵法更为合理,计算更为准确,该方法把复杂的结构分解为若干个基本单元进行处理,更适合于微穿孔板多层结构的计算和与机械阻尼的结合结构的计算。通过上述对比,为后面的研究提供基础。传统微穿孔板结构背板是刚性的,有短管和空腔两个基本声学单元,考虑设法增加一个声学单元,来改善其低频吸声性能。增加的声学单元是机械阻尼结构,其在共振频率处有吸声效果,首先对这种结构进行研究。具体做法是把一层粘弹性材料粘贴在刚性的背板上,此机械阻尼结构可看成是单自由度振动系统,通过其运动方程可求得结构的力阻抗,进而得到计算结构吸声系数所需的声阻抗。对于结构声阻抗中的未知参数阻尼系数和刚度,本文采用半功率带宽法测量。对这种机械阻尼结构进行观察,合理地设计阻尼系数和刚度后,其在共振频率附近有一个明显的吸声峰,偏离了共振频率则没有明显的吸声效果。把机械阻尼结构的共振频率设计在较低频率处,利用微穿孔板结构和机械阻尼结构在吸声频带上的不同,把两种结构结合在一起,综合考察其吸声性能。利用传递矩阵法计算结构的吸声系数,在驻波管上进行实验验证。实验结果表明结合后的结构在低频段利用机械阻尼吸声,在中高频利用微穿孔板结构的共振效应吸声,使其在一个宽广的频带范围内都有良好的吸声性能。实际工程使用中,弹提升微穿孔板吸声结构低频吸声性能的研究性背板后是刚性壁面,所以在弹性背板后还存在一个空腔单元,论文讨论了这一空腔长度的影响。加上空腔之后,结构的低频共振频率会向较高频率移动,背后空腔越小,其对结构低频段吸声的影响越大,考虑到节约空间,这一空腔的厚度可以采用20ram左右,这样加入机械阻抗以后,整个结构与传统微穿孔板结构相比并不会增加很多,但该结构却能同时兼顾低频和中高频的吸声。通过与机械阻尼结构的结合,提高了微穿孔板结构的低频吸声性能,适用于空间距离有限而又对低频和中高频都有吸声要求的工程问题。关键词:噪声控制,微穿孔板吸声结构,机械阻尼结构,共振吸声,低频噪声江苏大学硕士学位论文Micro·perforatedpanelabsorber(MPA)usestheperforations’ownacousticresistancetocontrolstructurerelativeacousticresistanceratio,withoutfillingsound—absorbingmaterial,soitcanavoidsecondarypollution,andcanbeappliedtOhighrequirementsforcleanliness,temperatureandotherconditions,-perforatedplatetheory,—resonanceabsorber,thedesiredlow—upyalargerspace,butintheactualnoisecontrolengineering,itslow--frequencyabsorptivityofMPA,specificworkisshown雒follows:TheacousticimpedanceofMPA'-acousticanalogy,thisus