第七章机械振动与噪声课件.ppt
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- 第七 机械振动 噪声 课件
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1、Chapter 7 吸声降噪7.1 吸声材料(结构)7.2 多孔吸声材料7.3 共振吸声结构7.4 特殊吸声结构7.5 吸声降噪7.1 吸声材料(结构)F 7.1.1 吸声材料(结构)的分类F 7.1.2 吸声性能评价量F 7.1.3 吸声系数的测量7.1.1 吸声材料(结构)的分类吸声材料多孔性吸声材料共振吸声结构特殊吸声结构纤维材料颗粒材料泡沫材料薄板共振吸声结构薄膜共振吸声结构空间吸声体吸声尖劈穿孔板共振吸声结构微穿孔板共振吸声结构多孔吸声材料应用木丝吸音板教室会议室写字楼剧院多孔吸声材料应用珍珠岩吸音板珍珠岩吸音板隧道高速公路多孔吸声材料应用玻璃纤维天花板布艺吸音板木质吸音板木质吸音板
2、音乐厅变电室学术报告厅7.1.2 吸声性能评价量吸声性能评价量1.吸声系数吸声系数2.平均吸声系数和降噪系数平均吸声系数和降噪系数3.吸声量吸声量4.声阻抗声阻抗1.吸声系数材料吸收的声能与入射到材料上的总声能的比值,与材料性能、声波频率以及入射方向有关。211irIpiiEEErrEE 012.平均吸声系数和降噪系数平均吸声系数和降噪系数250500100020004降噪系数NRC1252505001000200040006平均吸声系数3.吸声量表示方法:SA房间总吸声量:()iiiAS4.声阻抗反映材料对声能阻抗性能的物理量(反映材料对声能阻抗性能的物理量(0 0c c)1()iiiiiS
3、S平均吸声系数:7.1.3 吸声系数的测量(表7-2)测量方法测量方法用途用途特点特点国家标准国家标准驻波管法驻波管法测量声波测量声波垂直入射垂直入射吸声系数吸声系数。用于不。用于不同材料吸声性能对同材料吸声性能对比;研究比;研究试件面积小,装置简单,试件面积小,装置简单,测量结果精确测量结果精确GB/T 18696.1-2004传递函数法传递函数法测量声波测量声波垂直入垂直入射吸声系数射吸声系数方便快捷,可同时测量一定方便快捷,可同时测量一定频率范围内所有频率处材料频率范围内所有频率处材料的复反射系数、法向声阻抗的复反射系数、法向声阻抗率和吸声系数率和吸声系数GB/T 18696.2-200
4、2混响室法混响室法测量声波测量声波无规入射吸无规入射吸声系数。声系数。应用于工程应用于工程设计、吸声降噪设计设计、吸声降噪设计计算、材料吸声性能计算、材料吸声性能等级评定等等级评定等设备复杂,混响室体积设备复杂,混响室体积大,试件面积大大,试件面积大GB/T 20247-2006024(1)ss7.2 多孔吸声材料F 7.2.1 吸声材料构造特性F 7.2.2 吸声机理F 7.2.3 影响材料吸声的因素7.2.1 吸声材料构造特性F 材料的孔隙率要高,一般在70%以上,多数达到90%左右;F 孔隙应该尽可能细小,且均匀分布;F 微孔应该是相互贯通,而不是封闭的;F 微孔要向外敞开,使声波易于进
5、入微孔内部。7.2.2 吸声机理7.2.3 影响材料吸声的因素 a.材料的空气流阻 b.材料的密度或孔隙率 c.材料厚度的影响 d.材料后空气层的影响 e.材料装饰面的影响 f.温度、湿度的影响a.材料的空气流阻(Rf)定义:在稳定气流状态下,吸声材料两面的静压强差与气流线速度之比。uPRf比流阻:指单位厚度材料的流阻。过高空气穿透力降低过低因摩擦力、粘滞力引起的声能损耗降低吸声性能下降b.材料的孔隙率和密度孔隙率:材料中的空气体积与材料的总体积的比值。孔隙大小和结构超细玻璃棉的最佳密度范围为1525kg/m3吸声系数吸声系数5cm5cm厚超细玻璃棉的密度变化厚超细玻璃棉的密度变化对吸声系数的
6、影响对吸声系数的影响频率频率/Hz/Hz岩棉的最佳密度范围为150200kg/m3c.材料厚度的影响d.材料后空气层的影响e.材料护面层的影响o 作用:保护吸声材料,防止污染环境。o 种类:护面网罩、纤维布、塑料薄膜和穿孔板等。o 要求:要有良好的通气性。f.温度、湿度的影响主要种类主要种类常用材料实例常用材料实例使用情况使用情况纤纤维维材材料料有机纤有机纤维材料维材料动物纤维:毛毡动物纤维:毛毡价格昂贵,使用较少。价格昂贵,使用较少。植物纤维:麻绒、海草、椰子丝植物纤维:麻绒、海草、椰子丝防火、防潮性能差,原料来源广,便宜。防火、防潮性能差,原料来源广,便宜。无机纤无机纤维材料维材料玻璃纤维
7、:中粗棉、超细棉、玻璃棉毡玻璃纤维:中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好,保温隔热,耐潮,但松散纤吸声性能好,保温隔热,耐潮,但松散纤维易污染环境或难以加工成制品。维易污染环境或难以加工成制品。矿渣棉:散棉、矿棉毡矿渣棉:散棉、矿棉毡吸声性能好,不燃、耐腐蚀,易断成碎末,吸声性能好,不燃、耐腐蚀,易断成碎末,污染环境施工扎手。污染环境施工扎手。纤维材纤维材料制品料制品软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等装配式加工,多用于室内吸声。装配式加工,多用于室内吸声。颗粒颗粒材料材料砌块砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠
8、岩吸声砖、陶土吸声砖矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑界面较大的消声装置。多用于砌筑界面较大的消声装置。板材板材珍珠岩吸声装饰板珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热。质轻、不燃、保温、隔热。泡沫泡沫材料材料泡沫泡沫塑料塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸声性能不稳定,吸声系数使用前需实测吸声性能不稳定,吸声系数使用前需实测其他其他吸声型泡沫玻璃吸声型泡沫玻璃强度高强度高 、防水、不燃、耐腐蚀、防水、不燃、耐腐蚀加气混凝土加气混凝土微孔不贯通,使用少微孔不贯通,使用少常用多孔吸声材料的使用情况常用多孔吸声材料的使用情况常用吸声材料的吸声系数常用吸声材料
9、的吸声系数材料材料厚度厚度cm各种频率各种频率(Hz)下的吸声系数下的吸声系数装置情况装置情况1252505001000200040001、无机材料、无机材料吸声砖吸声砖石膏板(花纹)石膏板(花纹)水泥蛭石板水泥蛭石板石膏砂浆石膏砂浆水泥珍珠岩板水泥珍珠岩板水泥砂浆水泥砂浆砖(清水墙面)砖(清水墙面)6.54.02.251.70.050.03-0.240.160.210.020.070.050.140.120.460.160.030.100.060.460.090.640.250.030.120.090.780.300.480.400.040.160.040.500.320.560.420.0
10、5-0.060.600.830.560.480.05贴实贴实贴实贴实 墙面粉刷墙面粉刷2、木质材料、木质材料软木板软木板木丝板木丝板三夹板三夹板穿孔五夹板穿孔五夹板木丝板木丝板木质纤维斑木质纤维斑2.53.00.30.50.81.10.050.100.210.010.030.060.110.360.730.250.020.150.250.620.210.550.030.280.630.530.190.300.030.300.700.710.080.160.040.330.700.900.120.19-0.31钉钉在在龙龙骨骨上上贴实贴实后留后留10cm空气层空气层后留后留5cm空气层空气层后留
11、后留515cm空气层空气层后留后留5cm空气层空气层后留后留5cm空气层空气层3、泡沫材料、泡沫材料泡沫玻璃泡沫玻璃脲醛泡沫塑料脲醛泡沫塑料泡沫水泥泡沫水泥吸声蜂窝板吸声蜂窝板泡沫塑料泡沫塑料4.45.02.0-1.0 0.110.220.180.270.030.320.290.050.120.060.520.400.220.420.12 0.440.680.480.860.410.520.950.220.480.850.330.940.320.300.67 贴实贴实贴实贴实紧靠基层粉刷紧靠基层粉刷4、纤维材料、纤维材料矿棉板矿棉板玻璃棉玻璃棉酚醛玻璃纤维板酚醛玻璃纤维板工业毛毡工业毛毡3.1
12、35.08.03.0 0.100.060.250.10 0.210.080.550.28 0.600.180.800.55 0.950.440.920.60 0.850.720.980.60 0.720.820.950.56 贴实贴实贴实贴实贴实贴实紧靠墙面粉刷紧靠墙面粉刷7.3 共振吸声结构F 1.薄板共振吸声结构F 2.薄膜共振吸声结构F 3.穿孔板共振吸声结构F 4.微穿孔板共振吸声结构1.薄板吸声结构o 系统共振频率:2012rAAcKfDo 薄板厚度:3-6mmo 空气层厚度:3-10cmo 吸声频带:80-300Hzo 吸声系数:0.2-0.5薄板共振吸声结构吸声原理薄板共振吸声结
13、构吸声原理2.薄膜吸声结构o 系统共振频率:空气层膜状材料201602rAAcfDDo 吸声频带:200-1000Hz,o 吸声系数:0.30.43.穿孔板吸声结构单孔时系统共振频率:单孔时系统共振频率:2()rcPfD t多孔时系统共振频率:多孔时系统共振频率:224()4rcdfdV t,n吸声频带:低中频噪声吸声频带:低中频噪声n吸声系数:吸声系数:0.4-0.70.4-0.7n薄板厚度:薄板厚度:2-5mm2-5mmn孔径:孔径:2-4mm2-4mmn穿孔率:穿孔率:1%-10%1%-10%n空腔深:空腔深:101025cm25cm吸声带宽:吸声带宽:24rffDc2222P=/4P=
14、/2 3dBdB圆孔正方形排列时 圆孔等边三角形排列时 tdV=max/2几十几十HZ200300HZ 1.空腔深度空腔深度 2.填充多孔吸声材料填充多孔吸声材料 3.不同穿孔率、空腔深度的穿孔不同穿孔率、空腔深度的穿孔 板共振吸声结构进行组合板共振吸声结构进行组合例题例题1 1o在在3mm厚的金属板上钻直径厚的金属板上钻直径为为5mm的孔,板后空腔深的孔,板后空腔深20cm,欲吸收频率为,欲吸收频率为200Hz的噪声,试求三角排列的孔的噪声,试求三角排列的孔中心距。中心距。2()rcPfD t由由可得可得 P=2%由由22P=/2 3dB可得可得 B=34mm例题例题2 2o穿孔板厚穿孔板厚
15、4mm4mm,孔径,孔径8mm8mm,穿孔按正方形排列,孔距穿孔按正方形排列,孔距20mm20mm,穿孔板后留有,穿孔板后留有10cm10cm深的空腔,试求穿孔率和深的空腔,试求穿孔率和共振频率。共振频率。2()3400.1263.142 3.140.1(0.0040.008)4600rcPfD tHz22P=/412.6%dB穿孔率例题例题3 3o某车间内,设备噪声的频率某车间内,设备噪声的频率特性在特性在500Hz500Hz附近出现一峰值,附近出现一峰值,现使用现使用4mm4mm厚的三夹板制成穿厚的三夹板制成穿孔板共振吸声结构,空腔深孔板共振吸声结构,空腔深度允许有度允许有10cm10cm
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