水下吸声材料研究

水下吸声材料研究（精选5篇）

水下吸声材料研究 第1篇

噪声,作为破坏人们工作和生活环境质量的罪魁祸首,不仅严重危害人的听觉系统,使人疲倦、耳聋,而且还会加速建筑物、机械结构的老化,影响设备及仪表的精度和使用寿命[1];要改变这种状况,就需要使用和研制开发一系列吸声材料。可以预见,吸声材料将具有良好的市场前景。现将吸声材料的有关情况介绍如下。

2 吸声材料的吸声原理和分类

2.1 吸声的理论基础

吸声是指声波传播到某一边界面时,一部分声能被边界面反射(或散射),一部分声能被边界面吸收。(这里不考虑在媒质中传播时被媒质的吸收),这包括声波在边界材料内转化为热能被消耗掉或是转化为振动能沿边界构造传递转移,或是直接透射到边界另一面空间。对于入射声波来说,除了反射到原来空间的反射(散射)声能外,其余能量都被看做被边界面吸收[2]。

2.2 吸声材料的分类

所谓吸声材料,就是可以把声能转换为热能的材料,按照材料的吸声机理可以将吸声材料(结构)分为以下三类[3]:(1)多孔性吸声材料;(2)共振吸声结构;(3)其他吸声结构,主要包括空间吸声体、吸声尖劈结构(强吸声结构之一)、帘幕吸声体等等。各类吸声材料的吸声性能与声音频率有关,如图1。

可以看出,多孔类吸声材料的高效吸声频率范围较宽且位于高频段,这比较适合人耳对高频声反应灵敏而对低频声反应相对迟钝的特性,是吸声材料选用较多的一类材料。薄板共振吸声结构和空腔共振吸声结构的高效吸声频率范围较窄,而且在吸声峰值以外的吸声作用明显下降,因此,这类吸声结构主要用来针对一些窄频带内声音的强吸收。实际应用中常复合不同的吸声材料并同时利用各种吸声结构来满足对各个频段的高效吸收。工程上常取125 Hz;250 Hz;500 Hz;1 000 Hz;2 000 Hz;4 000 Hz等六个频率的吸声系数表示材料的吸声性能,有时也把250 Hz;500Hz;1 000 Hz;2 000 Hz四个频率吸声系数的算术平均值称作降噪系数。大多数材料都有一定的吸声性能,一般把六个频率下平均吸声系数大于0.2的材料,称为吸声材料,平均吸声系数大于0.56的,称为高效吸声材料[4]。吸声性能好的材料一般为轻质、疏松、多孔结构,强度较低、吸湿性较大,因此抗冲击性差、耐腐蚀、耐老化等耐久性不高,多要求有专门的防护处理。本文主要简述多孔材料。

3 多孔材料

3.1 多孔材料的吸声机理

惠更斯原理:声源的振动引起波动,波动的传播是由于介质中质点间的相互作用。在连续介质中,任何一点的振动,都将直接引起邻近质点的振动。声波在空气中的传播符合其原理。

多孔吸声材料具有许多微小的间隙和连续的气泡,因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料表面时,主要是两种机理引起声波的衰减:首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动,造成和孔壁的摩擦,紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来,由于摩擦和粘滞力的作用,使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减。反射声减弱达到吸声的目的;其次,小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失,也使声能衰减。另外,高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快,空气与孔壁的热交换也加快。这就使多孔材料具有良好的高频吸声性能[5]。

3.2 影响多孔材料吸声的因素

3.2.1 材料的厚度

材料厚度(和刚性壁紧密连接)多孔材料的吸声性能一般是随着频率的提高而增大.达到一定的频率时,逐渐稳定在一定值,不再增加了。假如厚度增加,中、低频的吸声系数会随之增大,并且有效的频率范围也会扩大。吸声材料的厚度与第一共振频率(the first resonance frequency)fr或与反共振频率fa成反比关系,即frs近似为常数[6],这一关系在研究与设计吸声材料的厚度方面起着很大作用。特别在研究提高低频吸声效果时提醒人们不要只是盲目地提高厚度。

3.2.2 空气流阻(Air flow resistance)

当材料厚度不大时,比流阻越大,则空气穿透量越小,吸声性能越低;但比流阻太小,声能因摩擦力、粘滞力而损耗的效率就低,吸声性能也会下降。一般的多孔材料的流阻在103N﹒m-4s~107N﹒m-4s的范围内[7]。

3.2.3 结构因子(structure factor)

结构因子是由多孔材料结构特性所决定的、反映材料内部微观结构一个无量纲物理量,它与材料的内外部形状、孔隙率以及材料自身特性有关。通常是在2~10的范围内,有时可以达到25,要求精确地求出一般多孔材料的结构因子是很困难的[7]。

多孔材料内部的固体部分,在空间中组成骨架,称作筋络,它使材料具有一定的形状。在筋络间存在大量的孔隙,声波进入后,大部分在筋络间的孔隙内传播,小部分沿筋络传播,从而形成了两种不同的声波衰减机理。一种是声波在孔隙内传播时引起孔隙间空气的振动,由空气的粘滞阻力使声能不断转化为热能而衰减;另一种是空气绝热压缩时温度升高(反之绝热膨胀时温度降低),空气与筋络间由于热传导作用而不断发生热交换,使声能转化为热能[4]。

3.2.4 表观密度

在实际工程中,测定材料的流阻、孔隙率通常比较困难,常常通过调整密度加以粗略控制。同一种多孔材料密度越大,孔隙率越小,比流阻越大。厚度不变,增加密度,可以使中低频吸声系数提高,不过比增加厚度的效果差。

在同样用料情况下,若厚度不限,多孔材料以松散为宜。容重过大,材料密实,会引起流阻增大,减少空气穿透量,造成吸声系数下降,但同样密度,增加厚度,并不改变比流阻,所以吸声系数一般总是增大,只是当厚度增大到一定时,吸声性能的改善已经不显著。

在以增加密度来提高低频吸收能力时,要防止高频吸收性能的损失,应尽可能在高频吸声能力损失不大的前提下,使第一共振频率处于理想的低频段内,高频段的吸声系数决定于吸声材料材质的特征阻抗(mark acoustic impedance),只要有效控制特征阻抗不发生变化,一般不会引起高频吸声系数的变化[8]。

3.2.5 孔隙率(porousity)

吸声性能较好的材料孔隙率一般在70%~90%之间,不同的多孔材料可能会有很大区别,其最根本的要求是孔隙分布应均匀,孔隙之间相互连通,多孔颗粒内部的孔隙也应该是开放、连通的。孔隙率与流阻、结构因子、密度等因素有直接关系。孔隙率越大,密度就越小。如果孔隙率不均匀,会使结构因子不规则,所形成的流阻因波动而不能总处在最佳值范围内,进而影响吸声效果[9]。以上各因素相互关联、相互制约,共同决定着材料的吸声性能。

3.2.6 材料背后的空气层和饰面

a.多孔材料的厚度、密度一定时,改变它背后空气层(简称后空)的尺寸,对它吸声性能有很大的影响。一般是后空增加,可以增大吸声系数,特别是低频范围的吸声系数有很明显的增大。

b.多孔材料饰面后,它的吸声性能往往会有所变化,并且与饰面的方法有关。常见的饰面方法有下列几种:钻孔、开槽、粉刷、油漆、护面层等。

3.3 多孔材料的分类

多孔吸声材料按其选材的柔顺程度分为柔顺性和非柔顺性材料[10.11],其中柔顺性吸声材料主要是通过骨架内部摩擦、空气摩擦和热交换来达到吸声的效果;非柔顺性材料主要靠空气的粘滞性来达到吸声的功能。多孔吸声材料按其选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料、无机纤维材料、金属吸声材料和泡沫材料四大类[12.13]。

3.3.1 有机纤维材料

早期使用的吸声材料主要为植物纤维制品。如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木质纤维板、水泥木丝板以及稻草板等有机天然纤维材料。有机合成纤维材料主要是化学纤维,如腈纶棉、涤纶棉等。这些材料之中,高频范围内具有良好的吸声性能。但防火、防腐、防潮等性能较差。除此之外,文献[14]还对纺织类纤维超高频声波的吸声性能进行了研究,证实在超高频声波场中,这种纤维材料基本上没有任何吸声作用。

3.3.2 无机纤维材料

无机纤维材料不断面世,如玻璃棉、矿渣棉和岩棉等[15]。这类材料不仅具有良好的吸声性能,而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化、价格低廉等特性,从而替代了天然纤维的吸声材料。在声学工程中得到了广泛的应用,但无机纤维吸声材料存在性脆易断、受潮后吸声性能急剧下降、质地松软需外加复杂的保护材料等缺点。

对于水泥基膨胀珍珠岩吸声材料,降低材料的密度可提高材料的吸声性能;采用颗粒尺寸为0.63 mm~1.25 mm的膨胀珍珠岩制得的制品吸声效果最好;背后留空腔相当于增加材料的厚度,使材料的频率特性改变,低频吸声性能改善;在材料中加入憎水剂可以提高材料在潮湿状态下的吸声性能,当加入量达到5%时,与干燥状态相比,吸声性能降低很少,这对水泥基膨胀珍珠岩吸声材料用于室外环境是非常有意义的[16]。

3.3.3 金属吸声材料

金属吸声材料是一种新型实用工程材料,于70年代后期出现于发达工业国家。如今比较典型的金属材料是铝纤维吸声板和变截面金属纤维材料[17,18]。其中铝纤维吸声板具有如下特点:(1)超薄轻质,吸声性能优异;(2)强度高,加工安装方便;(3)耐候、高温性能好;(4)不含有机粘结剂,可回收利用,既不会形成大量的废弃垃圾,也节省能源,称得上是绿色环保材料[19]。

铝质纤维吸声材料在国外的使用已很普遍,较多使用在音乐厅、展览馆、教室、高架公路底面的吸声材料。高速公路或冷却塔的声屏障、地铁、隧道等地下潮湿环境的吸声材料,由于特殊的耐候性能,特别适宜在室外露天使用。铝质纤维吸声材料的不足之处就是生产成本高,目前仅日本能够生产这种铝纤维。上海已经有了生产铝质纤维吸声材料的企业,但原材料必须依赖进口。由于铝质纤维吸声材料的突出优点,今后其将在我国声环境的改善和噪声控制中发挥作用。

变截面金属纤维材料近年来已逐渐在国外汽车上开始使用,国内奥迪、桑塔纳汽车也开始使用这种材料作为消声器芯的汽车消声器。马健敏等人对变截面不锈钢纤维材料的吸声特性进行了较全面的实验研究,分析了材料厚度、材料容重、材料含水量及材料背后加空气层对吸声性能的影响[20,21];张燕等人还进一步对不锈钢纤维加穿孔板复合结构的吸声特性进行了研究[18],综合以上的研究发现,金属纤维材料具有如下特点:

a.单一材料吸收高频噪声的性能忧异。在配合微穿孔板或增加空气层后,金属纤维材料的低频吸声性能得到明显改善;

b.抗恶劣工作环境的能力强。在高温、油污、水汽等条件下,仍可以作为理想的吸声材料。

3.3.4 泡沫材料

根据泡沫孔形式的不同,分为开孔型和闭孔型泡沫材料[22~24]。前者的泡沫孔是相互连通的,属于吸声泡沫材料。如吸声泡沫塑料、吸声泡沫玻璃、吸声陶瓷、吸声泡沫混凝土等。后者的泡沫孔是封闭的,泡沫孔之间是互不相通的,其吸声性能很差,属于保温隔热材料。如聚苯乙烯泡沫、隔热泡沫玻璃、普通泡沫混凝土等。图2以泡沫铝为例给出开孔和闭孔泡沫材料的结构示意图[25]。

多孔泡沫吸声材料除了按泡沫孔的形式分为开孔型和闭孔型两种之外,还可以依据材料的物理和化学性质的不同分为:泡沫金属、泡沫塑料、泡沫玻璃、聚合物基复合泡沫吸声材料等。

我国对泡沫金属的研制始于80年代,目前泡沫金属研究得到很大发展,已经涉及到的金属包括Al、Ni、Cu、Mg等,其中研究最多的是泡沫铝及其合金。

4 结语

传统的多孔吸声材料,如有机和无机纤维材料,由于性脆易断,受潮后吸声性能下降严重等原因,适用范围受到很大的限制,因此这种纤维类吸声材料,如果继续走单一材料结构的模式,其发展将会遇到很大的困难。对于吸声金属材料,虽然其性能的确优越,但由于制作成本高,在国内还有待进一步发展。多孔吸声材料中只有泡沫类材料的发展处于高速阶段,许多新产品新工艺不断涌现。因此要想进一步提高吸声材料的综合性能,我们还是应该走材料复合的发展道路,同时应该吸收结构共振吸声材料的优点,研制出新型的多功能吸声材料。除此之外,如何降低生产成本,使生产规模化,产品优质化,也应是今后该领域的研究重点。

摘要：详细介绍了影响多孔吸声材料性能的因素以及几种多孔材料,简述了多孔材料目前存在的问题和未来发展的方向。

新型无缝装饰吸声材料 第2篇

[关键词]砂岩吸声；无缝吸声；语言清晰度；装饰吸声材料；建筑声学

文章编号：10.3969/j.issn.1674—8239.2016.09.010

建筑室内过多的反射声会降低语言清晰度、增加噪声。为了提高声环境质量，常常需要在顶面、墙面等部位安装装饰吸声材料。传统吸声材料因存在拼缝或孔洞，无法实现大面积连续的完整无缝装饰表面。目前后现代设计潮流正在兴起，需要新型的无缝装饰吸声材料。2014年，砂岩环保吸声板在国内开发成功，使中国成为继德国之后掌握无缝吸声装饰技术的第二国。砂岩环保吸声板是砂粒聚合而成，主体材料为二氧化硅无机物，具有天然的理化性能优势：抗压强度可达29.7MPa，耐火等级A2，吸声系数可达0.50～0.85，环保性好，耐水耐酸碱，完成面不开裂。国内已有数十项应用案例，文中详细介绍了保定长城汽车高技术研发中心报告厅一例。

1.建筑室内吸声处理

建筑中，听到的声音既包含声源发出的直达声，也包含墙、顶、地面等界面或家具、设备等其他物体的反射声。混凝土、石材、玻璃、石膏板或其他致密坚硬的表面材料，反射率接近100%，在这样的房间里，声音反射强烈，混响长，语言含混不清，清晰度差，声环境不理想。

曾经有某法院审判大厅，采用了石膏板顶棚、石材墙面、理石地面，由于反射声过多的原因，室内混响时间高达4s-5s，听不清审判对话，甚至造成书记员无法分辨“四年”还是“十年”而误记。

为了有效降低反射声的干扰，在建筑室内应进行吸声处理，即在室内表面安装吸声材料，不但能够降低混响，保障语言清晰度，同时还能降低噪声，保持室内安静。

2.传统吸声材料

吸声材料的研究与运用已有100多年的历史了，传统装饰吸声材料主要有两大类：一类是棉类多孔吸声材料，如矿棉板、岩棉板、玻纤板、木丝板、聚酯纤维板等；另一类是穿孔类，如穿孔铝板、穿孔石膏板、穿孔硅酸钙板、木槽（木孔）板等。传统材料的优点是，应用量大，价格低廉，吸声性能和装饰效果适中。但是，这些传统吸声材料全都存在的装饰弱点是：要么因块状板材拼接而有缝，要么因穿孔而有洞，无法实现大面积连续的、完整无缝的装饰表面。

目前正在兴起的后现代设计潮流，对传统的行列式井字格状的装修风格已失去兴趣，更注重设计感强烈的、大片型的、不规则的几何形表面，强调朴素、简约和个性。鸟巢、水立方、国家大剧院、中央电视台新台等令人过目难忘的建筑，即属于后现代设计的案例典范。

为了满足日益增长的后现代装饰要求，近10年来，出现了新型的无缝装饰吸声材料，代表性的国际品牌有Sto、Baswa、Feller等，其主要核心技术为粘合剂，次要核心技术为砂粒粒径配比，两项技术均源自于德国，2014年前仅有德国掌握。此类新型无缝吸声材料在国外已广泛应用于剧院、博物馆、候车候机厅、办公楼、学校、餐厅等公共建筑，将简洁的装饰效果与静谧的声环境有机而紧密地结合起来。国外优秀的代表作有：美国白宫新闻发言厅、美国达利博物馆、美国纽约苹果旗舰店、慕尼黑欧洲专利局、德国宝马汽车总部大楼、德国威斯巴登音乐学院剧场（见图1）、德国柏林中央火车站等等。

2010年以来，清华大学建筑物理实验室对这种新型无缝装饰吸声材料进行了跟踪，并与相关企业联合进行了核心技术科研攻关。2014年，在多方的努力下，这一具有自主知识产权（已获得国家发明专利）的产品终于在国内面世，如图2所示，中国成为掌握此类产品核心技术的第二国。

两年多来，该产品已成功地应用于芜湖方特剧场、清华大学艺教中心剧场、清华大学建筑学院报告厅、保定长城汽车研发中心报告厅、奔驰汽车北京总部会议室、北京昌平区法院审判厅、北京昌平泰康商学院报告厅（图3）、清华大学教师餐厅（图4）等几十个各类建筑项目。

3.砂岩环保吸声板性能

砂岩环保吸声板是砂粒聚合而成的，核心技术是硅基聚合物。硅基聚合物是一种新型的二氧化硅变体材料，通过与砂粒表面的化学键作用，将彼此靠近的砂粒像焊接一样聚合成坚硬的砂岩。因聚合过程中砂粒之间一直存在缝隙，故可形成良好的多孔吸声性。类似的硅酸盐基水泥（主要分为硅酸钙）也能通过化学键将砂子粘合在一起，但是水泥填满了砂粒之间的缝隙，成了密实的混凝土，不具有吸声效果。类似还有硅酸盐基的硅酸钠（俗称玻璃水）还能把砂子粘结在一起，甚至能形成具有一定孔隙率的砂岩结构（如铸铁砂模），可是，硅酸钠遇水分解，建筑上不可用。目前，最成熟的砂粒聚合吸声技术为硅基聚合技术。

砂岩环保吸声板天然具备廉价、稳定、防火、环境友好、质感亲切的优点，这是砂粒本身的材性和硅基聚合无机化学原理共同决定的。同时，还具备多项优异的性能，表1综合显示出其物理性能和权威检测结果，检测均由国家CMA认证检测机构给出。

4.砂岩环保吸声板应用案例——长城汽车研发中心报告厅

长城汽车新技术研发中心报告厅位于河北省保定市，属于以会议、报告、文艺演出为主的多功能厅堂，长43.1m，宽27.5m，坐席1 500人，室内容积为8650m³。

报告厅室内装饰采用了后现代简洁的德式风格，大而平整的墙面和顶棚在视觉上给人一种明快、通透之感，如图5所示。声学设计方通过与德方装饰设计人员大量深入的沟通后，尊重原创的无缝装饰理念，吊顶采用了既符合吸声要求又满足装饰效果的声学材料——砂岩环保吸声板。

吸声吊顶的结构如图6所示，吊顶基板为6 mm厚砂岩环保吸声板，板后覆50mm厚玻璃丝棉。板面上砂岩抹灰3mm（与砂岩板配合使用的专用多孔砂灰）找平，面层喷涂2mm～3mm砂岩吸声面层，形成美观大器的无缝吸声系统。吊顶砂岩板构造的吸声系数见表2。

长城汽车新技术研发中心报告厅竣工后进行了混响时间等声学指标验收测试，空场结果混响时间中频500Hz在0.9s左右（频率特性见表3），达到了设计目标。

作者简介：

燕翔，清华大学建筑学院建筑声环境专业博士，现任清华大学建筑物理实验室主任，清华大学建筑环境检测中心质量负责人、声学实验室主任。长期从事厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。主持翻译了《建筑声学设计指南》（美），编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准。

多孔吸声材料研究现状与发展趋势 第3篇

关键词：多孔吸声材料,吸声系数,纤维材料,泡沫材料

噪声会严重危害人的听力, 使机械结构和建筑物的老化加速, 同时还会使仪表及设备的使用寿命和精度受到影响[1]。降低噪声已成为急需解决的重要课题。防治噪声污染的主要措施一个是控制噪声源, 还有一个就是采用吸声材料。一般情况下吸声系数>0.2的材料被称为吸声材料[2], 根据吸声机理的不同, 分共振吸声材料和多孔吸声材料。

共振吸声材料的结构相当于多个亥姆霍兹吸声共振器并联, 利用入射声波在吸声材料内产生共振, 使声能大量损耗达到降低噪声的目的[3]。多孔吸声材料有大量深入材料内部并通过表面与外界相通的彼此贯通的细微孔隙。多孔吸声材料的吸声机理主要是声波进入材料内部引起孔隙中空气运动, 声能转化为热能, 由于多孔材料内部结构复杂, 声波在传播过程中不断地与孔壁和空气相互作用, 声能不断消耗, 直至达到平衡。

1 材料吸声性能的评价

吸声系数是评价材料吸声性能的主要参数之一[4], 材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比叫吸声系数 (α) 。

式中:E i:入射声能;Eα:被吸收的声能;E r:被发射的声能;r:反射系数。

现在描述吸声性能最常见的参数是吸声系数, 其变动范围在0-1之间, α值愈大, 代表吸声能愈好[5]。一种材料对不一样的声频率会有不一样的吸声系数。材料在不同频率上的吸声性能通过吸声系数频率特性曲线描述。平均吸声系数是反映材料吸声性能的总要参数, 是1 0 0-5 K H z的吸声系数的平均值。在语言频率范围内吸声材料的吸声性能常用降噪系数N R C来进行粗略地评价, N R C是材料在2 5 0、5 0 0、1 K、2 K四个频率的吸声系数的算术平均值[6]。

2 多孔吸声材料吸声性能的影响因素

材料两面的静压差和气流速度之比称为空气流阻。随着流阻值的增大, 材料的透气性变小。如果空气流阻值增大, 声波不易进入材料内部, 吸声性能下降。空气流阻值太小, 声能转化为热能效率低, 吸声性能下降。材料要有良好的吸声性能, 流阻不能过高和过低, 多孔材料存在一个最佳流阻值。

材料中孔隙体积和材料总体积之比称为孔隙率。孔隙度愈大, 内部通道愈复杂。声音进入吸声材料会发生漫反射和折射, 又由于空隙中的空气振动, 孔隙壁的摩擦, 加上空气粘滞阻力等原因会使一部分声能转变为热能, 从而被耗散。

孔径:孔径越小高频吸声性能越强, 低频吸声性能变化不大。但是孔径太小声波不易进入, 吸声性能会下降。孔隙的形状对吸声的影响不大, 有人用时域的方法得到孔径材料的最佳吸声孔径约为0.1 m m。

厚度:材料厚度增大, 孔隙通道延长, 声波经多次能量损失, 才能到达材料另一侧, 所以各个频段的吸声性能都有所增高。

背后空腔:对于多孔材料来说, 背后加空腔可以提高材料的低频吸声性能。有空腔后, 声能耗损赫姆霍兹共振占主要部分。

3 多孔吸声材料的研究

3.1 纤维类吸声材料

纤维类吸声材料根据材料的外观和物理特性的不同, 可分金属纤维类吸声材料、无机纤维类吸声材料、有机纤维类吸声材料[7]。棉、麻等纤维类材料最早被人类用作吸声材料, 它们易取得、易降解、对环境污染小, 对高频噪声具有很好的吸声效果, 因此至今仍作为吸声材料被广泛应用。近年来又出现了吸声性能优异的天然高分子纤维吸声材料木纤维、竹纤维等。但是天然纤维吸声材料不耐火、不耐潮、不耐腐蚀, 在一定程度上限制了它们的使用。矿渣棉、玻璃棉、硅酸铝纤维棉、岩棉等无机纤维材料吸声性能好、质量轻、不蛀、不易腐蚀、不易燃、不易老化, 广泛应用于降噪工程。泡沫玻璃是一种无机纤维类吸声材料[8], 除了具有无机纤维类吸声材料的共同优点外, 还具备不易受潮变形、易切割、易制备、不产生粉尘, 特别适合环境清洁要求高的通风和空调系统。将聚合物与天然纤维进行共混, 或者把非弹性卷曲聚酯短纤维和聚合物热粘结纤维混合后能达到较好的降噪效果;热塑型树脂纤维和天然纤维共混[9], 然后压成多层结构材料, 具有轻质、吸声性能优异的特点。聚合物珠和纤维增强热塑性树脂进行混合制成吸声材料, 这种复合材料与玻璃纤维增强热塑性聚合物相比具有更好的吸声性能, 可以将特性流阻提高50%以上。由无纺布和树脂膜 (30~200μm厚) 组成的复合吸声材料, 具有质轻、吸声性能优异的特点[10]。用直接喷涂的方法将包含颜料、阻燃剂和抗水剂的合成树脂纤维喷到吸声无纺布上, 使其粘在无纺布上, 形成兼具吸声、隔热、阻燃性能的多层结构[11]。

3.2 泡沫类吸声材料

泡沫材料按照孔形式可分为开孔、半开孔、闭孔。

闭孔结构的泡沫金属材料[12]:以闭孔泡沫铝为代表, 仅有一些裂缝和微孔, 声波难以到达孔隙内部, 因此闭孔泡铝的吸声系数较低, 所以闭孔泡沫铝本身不是良好的吸声材料。有研究表明随着孔径和孔隙率的增大, 可以提高闭孔泡沫铝的吸声系数。对闭孔泡沫铝进行一些加工处理, 可以提高其吸声性能, 在打孔率为2%时最高可达到0.96。

半开孔泡沫材料:微孔间既有连通又有封闭的泡沫材料叫半开孔泡沫材料。半开孔泡沫铝通过高压渗流制备, 调节制备过程中的参数通达到预期的孔连接效果。材料的吸声性能和静态流阻都与开孔性密切有关。

开孔泡沫材料:微孔间相互连通的泡沫材料称为开孔泡沫材料。有文献提出把颗粒浸出法和旋转发泡法相结合来制备开孔泡沫材料, 制备过程中可通过控制颗粒的形状尺寸[13], 可得到孔隙率为0.9的吸声材料, 开孔泡沫材料内部孔隙粗糙, 内部渠道结构复杂, 其有较高的阻流, 所以开孔泡沫铝整体吸声性能相较闭孔的好得多。有研究表明, 采用空心微珠胚体在低温烧结条件下制备了超轻高强多孔材料, 烧结温度升高, 样品的平均孔径尺寸变大, 保温时间愈长, 开孔气孔率愈大, 样品吸声性能愈好, 平均孔径为2.51 mm的样品对于频率为1 000 Hz的声波吸声系数可达0.84。

有研究表明[14,15], 聚甲基酰亚胺泡沫改性水泥基符合吸声材料可提高吸声泡沫塑料对低频 (<1 000Hz) 噪声的吸声性能。

4 结语

水下吸声材料研究 第4篇

目前, 高速铁路、高速公路、地铁、城市高架道路和城市轻轨等新型交通设施大量兴起, 极大地促进了我国经济的发展与人民生活水平的提高。然而, 这些新型交通形式在运行过程中都伴随产生巨大的噪音, 交通噪声污染已成为继大气污染、水污染和固体废弃物污染之后的第四大污染, 严重影响着设施周边人民的正常生活。因此, 治理噪声污染迫在眉睫[1]。

防治噪声污染方法众多, 但据已有的经验表明, 设置吸音屏障是一种行之有效的方法。该方法中, 吸音屏障材料的性能是决定其成效的最重要因素。近年来, 水泥基膨胀珍珠岩多孔吸声材料由于其具有吸声性能好、制备加工方便、成本低廉等优点, 已成为道路交通声屏障材料应用的热点[2,3,4,5,6,7,8,9,10]。然而, 常规的水泥基吸声材料, 强度普遍较低, 在高速脉冲风压反复疲劳作用下快速失效;另外, 受多孔材料本身的限制, 水泥基多孔吸声材料的中低频段吸声效率较低, 且吸声性能不稳定;防水性能差、耐候性低, 在野外服役中受风吹、雨淋、碳化、紫外线照射等作用后吸声效果退化[11]。上述诸多缺点严重限制了水泥基多孔吸声材料在交通领域的大规模广泛应用。

为了研发具有良好吸声性能和环境适应性的新型水泥基多孔吸声材料, 实现吸声材料从过去单一吸声功能向高吸声性、经济性和环保性等多功能的转变, 本文研究了胶凝材料用量、纤维用量、引气剂掺量、憎水剂、压缩比、刻槽等因素对水泥基珍珠岩吸声材料性能的影响, 并且研制出一种吸声效果良好, 同时符合强度要求的多功能轻质多孔吸声材料。

1 试验

1.1 原材料

水泥:南京某水泥厂生产的PO 42.5级水泥, 化学组分见表1。

粉煤灰:江苏南通电厂生产Ⅰ级粉煤灰, 化学组分见表1。

%

骨料:石子 (S) 、普通砂 (SA) 、陶粒 (C) 、陶砂 (SP) 、珍珠岩 (P) 基本性能见表2。

减水剂 (WR) :江苏某外加剂有限公司提供的聚羧酸浓缩型高效减水剂, 含固量50%以上, 减水率40%以上。

纤维 (F) :采用PPF纤维, 长15mm, 直径100μm, 断裂伸长率8%, 弹性模量8GPa, 抗拉强度800MPa。

引气剂 (AE) :采用松香类引气剂。

憎水剂 (WR2) :采用硬脂酸钙类憎水剂。

1.2 试验方法

1.2.1 试验方案

第一阶段:研究不同骨料对水泥基材料吸声性能的影响, 以吸声系数为指标选出具有最佳吸声效果的骨料搭配, 设计配合比如表3所示。

kg/m3

第二阶段:以第一阶段中所选最佳骨料配合比为基础, 研究胶凝材料用量、纤维用量、引气剂用量、憎水剂、压缩比、刻槽等因素对多孔吸声材料吸声性能和抗压强度的影响。

1.2.2 试件制备

采用强制搅拌机拌合混凝土, 将搅拌均匀的混凝土浇到尺寸为ф100mm80mm的钢模中, 然后放置于振动台上振动30s, 最后室温静置24h后脱模。

珍珠岩砂浆的制备过程如下:首先, 在强制搅拌机中加入珍珠岩和憎水剂的稀释液;然后加入胶凝材料, 边搅拌边加入引气剂;最后徐徐加入所需水, 并搅拌到均匀。将拌合好的珍珠岩砂浆浇到尺寸为ф100mm80mm钢模中, 振动台振动30s, 成型完毕后, 立刻在试件上方放置尺寸为ф98mm的圆柱体, 并在圆柱体上面压重物, 重物的质量根据压缩比要求进行调整, 静置24h后脱模。将脱模后的混凝土试件立即放入标准养护室[温度 (20±3) ℃、相对湿度90%以上]中养护。

1.2.3 测试方法

试件在标准条件下养护7d后取出, 然后放置于50℃烘箱中烘24h, 参照GBJ 8885《驻波管吸声系数和声阻率测量规程》, 利用JTZB吸声系数测试系统测试试样驻波管吸声系数A。测试完吸声系数后, 利用深圳美特斯公司生产的CMT5105型万能试验机测定试件的抗压强度。

2 结果与讨论

2.1 骨料对材料吸声性能的影响

图1是不同骨料组合下水泥基吸声材料制品图。通过对以上含有不同粗骨料的试样进行吸声性能试验, 其结果如图2所示。

从图2中可以看出, 随着吸声频率的增大, 吸声系数呈现先增大后减小又增大的趋势;并且吸声系数在大于1000Hz的高频段起伏幅度趋缓。此外, 骨料为珍珠岩时, 材料在各频段的吸声系数均较高, 而其他骨料只是在很窄的频段范围内表现良好。

骨料对材料吸声性能的影响本质上是对孔结构的影响。骨料颗粒越小, 同质量骨料颗粒越多, 堆积产生的孔就越多越细, 声波在材料内传播的有效距离越长, 因此, 粘滞作用越强, 能耗越大, 吸声效果越好。反之, 颗粒较大产生的孔少且尺寸大, 材料的吸声效果较差。因此, 颗粒尺寸较小的珍珠岩具有良好的吸声性能。

2.2 各因素对水泥基珍珠岩吸声材料性能的影响

2.2.1 胶凝材料用量

表4是水胶比W/B=0.9时不同胶凝材料用量下材料的平均吸声系数和抗压强度。可以看出, 随着胶凝材料用量增加, 材料密实度增加, 平均吸声系数逐渐减小, 抗压强度逐渐增大。图3是胶凝材料用量对材料吸声性能的影响, 可以看出在小于500Hz和大于1000Hz的频率范围内, 吸声系数随着胶凝材料用量的提高而减小;在630~1000Hz的中频范围内趋势相反。

对于多孔吸声材料, 孔径大小、孔隙率、空气流阻以及结构因子是影响材料吸声性能的关键因素。流阻过小, 空气在材料中流过时阻力小, 声波的粘滞损耗低, 吸声效果差;相反流阻过大, 声波在材料表面反射能量较大, 通过材料的声波较小, 吸声效果也不理想。本试验配制的水泥基珍珠岩吸声材料流阻处于流阻区间的右半部分。胶凝材料用量增加, 孔隙率减小, 流阻增大, 声波在材料内传播损耗减小, 吸声效果降低。

2.2.2 纤维用量

图4是纤维掺量对材料吸声性能的影响。可以看出, 加入0.5kg/m3纤维, 吸声系数在低于500Hz低频范围内略有提高;加入纤维量较多时, 吸声系数在大于1000Hz高频范围内明显降低。这是由于搅拌过程中, 较多的纤维极易使得珍珠岩颗粒产生聚集现象, 从而破坏成型后的孔结构, 降低材料的吸声性能。

表5是不同纤维掺量水泥基珍珠岩吸声材料的平均吸声系数和抗压强度。可以看出, 掺入纤维能有效提高吸声材料的抗压强度, 加入0.5kg/m3、0.9kg/m3纤维, 抗压强度分别增加17.3%、84.6%。这是因为纤维能吸收水泥基材开裂时释放的能量, 阻止基体材料中裂缝的扩展。

2.2.3 引气剂用量

拌和过程中掺入引气剂而产生的气泡有3个作用[11]: (1) 水泥浆膨胀细化孔隙; (2) 水化热及成型时外力挤压作用下, 部分气泡撑破开口, 形成空腔共振吸声结构; (3) 使水泥浆富集在颗粒接触点附近。

表6是引气剂用量对材料性能的影响。由表可知, 当引气剂用量为0.005%、0.008%时, 材料的抗压强度分别增大21%、13%, 但是当引气剂用量为0.003%、0.01%时, 抗压强度降低。这主要是由于膨胀珍珠岩本身强度很低, 其制品强度来源于包裹珍珠岩颗粒的水泥石网架结构, 网架的交接点即颗粒接触点处强度较高, 而颗粒未接触处形成孔隙通道的表面水泥较少, 强度较低。而采用发泡技术虽然使颗粒接触点处的水泥膨胀, 接触点强度降低, 但接触点面积增大, 网架薄弱区强度提高, 所以整体强度增加。

图5是引气剂掺量对材料吸声性能的影响。可以看出, 引气剂用量在0.003%~0.008%范围内时, 吸声性能无明显变化。当用量为0.01%时, 材料的吸声性能只在小于630Hz低频范围内略有提高。由于采用振动密实成型工艺, 气泡产生量不多, 而且气泡之间难以相互连通, 很难形成更为曲折复杂的孔通道, 因此, 振动成型工艺下加入引气剂不能大幅提高材料的吸声性能。

2.2.4 憎水剂掺量

图6是憎水处理对各声频下材料吸声系数的影响, 表7是憎水处理对材料浸水后平均吸声系数的影响。可以看出: (1) 憎水处理后, 材料浸水前的平均吸声系数降低16.7%, 尤其在高频区吸声系数降低明显; (2) 未憎水处理的材料浸水后平均吸声系数减小45%, 憎水处理的材料浸水后平均吸声系数降低20%。憎水处理可以有效提高材料浸水后的吸声性能, 这是因为憎水处理后, 材料的吸水率有较大程度的降低, 进入材料中孔隙的水减少了, 从而降低了孔结构的破坏程度。

注:BWI表示浸水前;AWI表示浸水后。

实验观察到加入憎水剂使得加水搅拌后的水泥珍珠岩颗粒之间发生一定程度的聚集。这是因为珍珠岩颗粒表面覆盖一薄层憎水剂后, 水难以进入珍珠岩内部而与水泥混合成水泥浆体包裹在珍珠岩表面, 从而使水泥珍珠岩颗粒之间的聚集较易发生。因此, 成型后材料孔隙率降低, 孔径连通性变差, 孔结构受到一定程度破坏, 进而影响材料的吸声性能。

2.2.5 压缩比

压缩比是半干料入模时, 混合料的高度与压制成型后制品高度的比值[12], 调整压缩比会对材料的孔结构产生不同程度的破坏, 从而影响材料的吸声性能和抗压强度。

表8是压缩比对平均吸声系数和抗压强度的影响, 图7是不同压缩比时材料在各声频下的吸声系数。可以看出, 随着压缩比的增大, 材料的吸声性能明显降低, 抗压强度明显提高。这是因为A2试件孔结构较好, 不存在孔大、孔疏松的现象, 因而压缩比大于1时, 对材料吸声性能和强度的影响都是单调递减和递增的。

2.2.6 空腔共振吸声结构

安装吸声板时, 将刻槽面与基面接触会在吸声板背后产生空腔结构。空腔共振吸声结构[13]就是结构中封闭有一定的空腔, 并通过有一定深度的小孔与声场空间连通, 其机理可以用亥姆霍兹共振器来说明。当外界入射声波频率和系统固有频率相等时, 孔径中的空气柱就由于共振而产生剧烈振动, 在振动中, 空气柱与孔径侧壁摩擦而消耗声能。亥姆霍兹共振器在共振频率附近吸声系数较大, 而共振频率以外的频段吸声系数下降很快。

图8是珍珠岩材料引入空腔结构图, 图9是引入空腔共振吸声结构对材料吸声性能的影响。可以看出, 引入空腔可以使材料在>500Hz吸声频段的吸声性能略有提高, 小于500Hz吸声频段材料的吸声性能基本不变。

综合以上分析, 水泥基珍珠岩吸声材料最佳配方如表9所示, 成型养护7d后烘干、浸湿后吸声系数如图10所示。可知材料浸湿后吸声效果仍较好, 烘干状态下平均吸声系数为0.6, 浸湿状态下仍可达0.48, 吸声效果良好, 同时试件的抗压强度达到要求。

kg/m3

3 结论

(1) 选择适当粒径的骨料能产生较好的吸声效果。

(2) 加入0.5kg/m3纤维、0.01%引气剂可提高材料在小于500Hz低频范围内的吸声性能;加入1%憎水剂处理后, 吸声材料浸水后平均吸声系数提高22%。

(3) 振动密实成型工艺下选择适当压缩比可改善材料孔结构, 提高材料吸声性能;引入空腔共振结构可以使材料在大于500Hz频段吸声性能有所提高。

(4) 本文研制出一种满足吸声性能要求, 同时满足强度要求的水泥基珍珠岩吸声材料, 其最佳配方为:水泥用量225kg/m3, 粉煤灰用量45kg/m3, 珍珠岩用量113kg/m3, 纤维掺量0.5kg/m3, 引气剂掺量0.01%, 憎水剂掺量1%, 减水剂掺量0.4%, 成型压缩比1.3, 并且试件背面刻槽。制品平均吸声系数达到0.6左右, 浸湿后达到0.48。

摘要：系统研究了陶粒、陶砂、珍珠岩等不同多孔骨料对水泥基材料吸声性能的影响。在此基础上, 探讨了胶凝材料用量、纤维用量 (0.5kg/m3、0.9kg/m3) 、引气剂掺量 (0.003%、0.005%、0.008%、0.01%) 、憎水剂、压缩比 (1、1.3、1.6、2) 、表面刻槽等因素对水泥基吸声材料性能的影响规律, 并研制出一种吸声效果良好, 同时符合强度要求的水泥基多孔吸声材料。实验结果表明, 在密实成型工艺下, 加入适量纤维、引气剂, 选择适当压缩比, 并且引入空腔共振结构可以提高材料在特定吸声频段的吸声性能;憎水处理改善了材料浸水后的吸声性能。

水下吸声材料研究 第5篇

在模型预测方面,解析法比较直观,但在求解特征波数方程时,如何避免模态跳变而有效获得的各频率下各阶模态特征波数仍是个难题[4,7]。目前声学有限元法在消声器性能预测中的应用比较广泛[8—10],采用基于LMS Virtual lab的声学有限元法研究五个材料参数对消声性能的影响。

1吸声材料的模型描述

1.1材料参数定义

在疏松多孔的吸声材料中,高频噪声因通过微观孔道时的黏性阻尼作用而衰减。低频噪声因微观腔室的热交换作用而衰减。为描述这两种作用,在不考虑材料本身的弹性共振时,可用孔隙率、流阻率、形状因子、黏性及热特征长度等五个参数描述材料特性。

孔隙率  是材料中开孔体积Vf与材料总体积Vt之比,一般有0. 7 <  < 0. 99[11]。

流阻率 σ 表征材料对气流的阻碍作用,根据Darcy’s law[9]定义为:

式( 2) 中,Δp流体垂直流过吸声材料时产生的压力降( Pa) ; S材料的横截面积( m2) ; l材料的厚度 ( m) ; Q通过吸声材料的流体体积流量( m3/ s) 。对于常规的吸声材料,103Nm- 4·s < σ <106Nm- 4·s。 当材料充满 非黏性流 体时,经典的形 状因子定 义为[12]

式( 3) 中vm( M) 是M点的微观速度( m/s) ; v( M0) 是M0附近单元体积内对vm( M) 的平均,即v( M0) = < vm( M) > v ( m/s) 。因孔隙直径不均,流体产生微观速度扩散现象,形状因子通常大于1,介于1 ~ 3之间。

黏性特征长度 Λ 定义为

v( r) 是孔隙内的流体的质点速度 ( m / s) ,对v( r) 的积分是在整个孔隙内的体积Vf中进行的; v( rs) 孔隙内流体与固体骨架的接触表面上流体质点速度( m/s) ,对v( rs) 的积分是在该接触表面Si上进行的。

热特征长度 Λ'定义为

热特征长度的定义式与黏性特征长度的定义式相似,只是积分内没有速度权重而已。一种对于两种特征长度的直观理解见图2和图3所示[13]。对于多孔材料来说,热特征长度是平均孔径的近似,因孔径大小决定了腔体的大小,与材料的传热效应有关,而黏性特征长度是孔间截面尺寸的近似,孔间截面尺寸影响流体流经此处时的阻尼大小,与黏性阻尼效应有关。

1.2改进的Johnson-Allard模型

在建立消声 器模型时,当声波的波长比孔的特征尺寸大得多,且在微观尺度上,充斥在材料中的流体可以看作不可压缩流,就可以采用等效流体模型来 描述吸声 材料,Johnson-Allard模型[14]是应用极其广泛的等效流体模型,Naoki Kino[15]等引入两个与流阻率有关的修正系数,使其在低频段的预测精度进一步提高:

式中 γ 为气体比热比,Pr为普朗特数。

2通孔式消声器模型描述

阻性消声器内声波支配方程为

式( 12) 中,p为声压,x为消声器轴向坐标,r为消声器界面径向坐标,k为声波传播的波数,在吸声材料中为由改进的Johnson-Allard模型计算得到的复数。

边界条件: 入口处为单位流速; 消声器壁面刚性,质点振动速度为零; 环形吸声材料与中间空气流道接触面上质点振动速度及声压连续; 出口处根据传递损失的定义为无反射声压边界条件,反射波声压幅值为零。

采用传递损失作为消声器评价指标,传递损失定义为消声器入口声功率级与出口声功率级之差,即

式( 13) 中,Win、Wout为入口截面与出口截面的声辐射功率; Sin、Sout为入口与出口截面的面积。A+为入口处正向传播声波声压幅值,C+为出口处正向传播声波声压幅值,pin为入口处总声压,上划线代表相应变量的共轭值,详细推导见文献[16]。

通过LMS Virtual lab建立消声器有限元网格模型,采用等效流体模型处理吸声材料,为空气及吸声材料赋予不同材料属性,可以计算材料参数对消声器的传递损失的影响。

为验证算法正确性,将有限元计算结果与模态匹配法计算程序的计算结果[4,16]进行比较,结果如图4所示。图4中m、n分别代表消声器入口及出口处的径向模态阶次。对于特定的消声器结构,总可以截取有限阶声波模态的叠加来反应声波在消声器中的传播情况而获得足够的精度[4,7,16]。从图4可以看出,当选取同一组吸声材料参数及消声器结构参数时,入口及出口均保留三阶模态的模态匹配法计算结果与通过软件有限元计算得到的消声器传递损失曲线基本重合,可以说明软件有限元计算方法的正确性。下面通过有限元法分别讨论阻性吸声材料各参数对消声器传递损失的影响。

图4 有限元法与模态匹配法计算消声器 Fig.4 Comparison of silencer TL curves calculated with FEA and mode matching method

3材料参数对传递损失的影响

采用控制变量法研究吸声材料参数对消声器的传递损失的影响,因两种特征长度并不完全独立,热特征长度大体上是黏性特征长度的2倍[12]。因此, 讨论这两个参数时,首先令二者成比例变化,然后令热特征长度在黏性特征长度2倍值上下浮动20% , 观察对传递损失的影响。除此以外,每次只改变所研究参数本身而维持其他参数不变。

文献[19]中给出了多种商品泡沫及纤维吸声材料的材料参数,据此确定本文中各参数的变化范围。将一组材料参数作为基本参照,以方便比较。 参照参数为: 孔隙率  = 0. 987 、流阻率 σ = 2 000 Nm- 4s、形状因子 α!= 1. 009 3 、黏性特征长度 Λ = 132 μm ,热特征长度 Λ'= 237 μm 。以气动系统中应用的小型阻性消声器作为研究对象,中间空气流道半径5 mm,吸声材料外径12. 5 mm,研究整个可听声频域范围内的传递损失。

阻性消声器传递损失随流阻率变化曲线如图5所示。

从图5中可以看出,吸声材料的流阻率显著影响通孔式消声器的传递损失,随流阻率增大,传递损失除在2 000 Hz以下略有降低以外,几乎在其余频段都呈增加趋势。另外,随着流阻率增加,传递损失在全频段趋于平滑,波谷逐渐消失,最大吸声峰频率逐渐向低频段移动,其后频段内曲线下降趋势逐渐变缓。这些结果说明选择大流阻率的吸声材料有助于提高通孔式消声器的传递损失。

图5 消声器的传递损失随材料 Fig.5 Influencse of material resistivity on silencer TL curves

递损失随孔隙率变化曲线如图6所示。

图6 阻性消声器的传递损失随材料孔隙率变化曲线 Fig.6 Influences of material porosity on silencer TL curves

当材料的孔隙率从0. 7变化到0. 99时,消声器的传递损失曲线形状变化很小。孔隙率对传递损失的影响主要集中在曲线上的波谷、最大吸声峰及其后的平滑段几处区域。随孔隙率增加,这几处的传递损失略有增加。

消声器的传递损失随吸声材料形状因子的变化关系如图7所示。随形状因子增加,传递损失曲线逐渐被向左压缩,四个吸声波峰出现的频率逐渐左移,后两个吸声波峰传递损失幅值基本不变,前两个波峰的传递损失幅值逐渐降低。随形状因子增加, 在第四个波峰后的平滑段之后又出现一个新的吸声波峰,其频率值也随着形状因子增加而向左移动。

图7 阻性消声器的传递损失随材料 Fig.7 Influences of material tortuosity on silencer TL curves

形状因子的增加引起传递损失曲线向左压缩, 虽然能提高部分频段的传递损失,但也导致较大范围内传递损失的降低。因此需要根据目标噪声频段选择合适的形状因子。

传递损失随两 种特征长 度变化曲 线如图8所示。

从图8( a) 中可以看出,随着两种特征长度成比例地由大到小变化,传递损失曲线第一波峰前的部分几乎没有变化。其余频段传递损失均有增加,当黏性特征长度超过100 μm后最大吸声峰逐渐向低频段移动,曲线逐渐变得平滑,波谷逐渐消失。从图7( b) 中可以看出,热特征长度的波动,并不影响传递损失曲线的形状,没有改变吸声峰值频率的位置, 随着热特征长度的增加,传递损失曲线在第一个波包频率范围内几乎没有变化,而在第一个波峰后的频率范围内,随热特征长度增大,传递损失曲线幅值略有降低,因此在其余参数相同时下,尽量选择黏性特征长度与热特征长度都比较小的材料,以提高消声器的吸声效果。

4结论

采用改进的Johnson-Allard模型描述阻性消声器中的吸声材料,结合消声器声学有限元模型采用控制变量法分析流阻率、孔隙率、形状因子、黏性及热特征长度对阻性消声器传递损失的影响。结果表明,吸声材料流阻率越大,黏性及热特征长度越小, 消声器传递损失越大; 材料形状因子增大后,消声器传递损失曲线向左压缩,随曲线左移,曲线右侧有新的吸声峰出现,因消声器在各频率下传递损失显著改变,实际可根据目标噪声频率特性选择合适的形状因子; 而在孔隙率常规取值范围内,其对消声器传递损失影响较小。这些结果为合理选择吸声材料, 优化阻性消声器消声性能提供了参考。