复合共振吸声结构的制作方法

专利名称：复合共振吸声结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种吸声结构，特别是关于一种吸声频带向低频展宽的宽频复合共振吸声结构。
背景技术：
按吸声原理划分，传统的吸声结构可分为多孔吸声结构和共振吸声结构两大类， 在声学降噪工程中，尤其是在建筑声学或环境噪声治理中，吸收或降低500Hz以上的中、高频段的噪声比较容易，通常采用多孔吸声结构即可达到较好的效果，而对于300Hz以下的低频段噪声而言，通常是采用共振吸声结构来对其进行吸收或降低，如穿孔板共振吸声结构，薄板共振吸声结构，微穿孔(微缝)共振吸声结构等。目前，采用共振吸声结构来对低频段噪声进行治理，虽然其共振频率和吸声系数均可设计，但其还存在一些缺点吸声带宽较为狭窄，频率选择性太强，虽然微穿孔吸声结构可拓宽吸声频带，但单层微穿孔吸声结构少有能满足IOOHz 4000Hz频段的吸声要求， 另外，如要将其吸声频带移至500Hz以下，则需要大幅度增加共振吸声结构的腔深，从而将增大整个共振吸声结构的体积，这在实际应用中受到限制，因此，如何使吸声结构的吸声频带展宽，平衡吸声结构低频吸声效果与吸声结构体积之间的关系，一直是噪声治理中的研究难题。

实用新型内容针对上述不足，本实用新型提供一种吸声频带较宽，体积小，并可有效吸收低频段噪声的复合共振吸声结构。本实用新型是通过这样的技术方案来实现的一种复合共振吸声结构，该吸声结构包括由底板、穿孔板和共振板构成的封闭腔体，该封闭腔体内填充有吸声材料，所述穿孔板与共振板之间采用弹性材料或阻尼材料连接，共振板与吸声材料构成边界自由的质量一弹簧共振结构，穿孔板与吸声材料构成吸声结构。所述共振板的边界自由，其面积与其所在吸声表面面积之比<80%，即共振板占其所在吸声表面的面积不超过80%，从而，剩余的至少20%裸露部分的吸声表面可充分用于吸收中频段和高频段噪声，进一步拓宽吸声频带。所述共振板为边界自由的硬质板或柔性板，其厚度为0. 5 20mm，硬质板可采用金属板、胶合板、木板、无机纤维板、玻璃、有机高分子板材等，柔性板可为橡胶板、高分子塑料板或其他。或者，所述共振板为边界自由的穿孔面板，其厚度为0. 5 20mm，孔洞直径为 0. 2 IOmm,穿孔率为5% 10%。所述穿孔板可采用穿孔护面结构，其厚度为0. 5 2mm，孔洞直径为2 10mm，穿孔率为20% 70%ο或者，所述穿孔板采用微穿孔结构，其厚度为0. 3 1. 5mm,孔洞直径为0. 2 0. 8mm,穿孔率为1% 10%。所述吸声材料与共振板和底板粘接，并充满填充在封闭腔体内。所述吸声材料为无机纤维类多孔吸声材料，如离心玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉等； 或高分子开孔泡沫塑料，如三聚氰胺开孔泡沫塑料、聚氨酯开孔泡沫塑料、聚亚安酯开孔泡沫塑料等；或有机纤维类吸声材料，如聚酯纤维吸声材料等。所述弹性材料或阻尼材料可采用高分子泡沫塑料、橡塑材料或橡胶等，其厚度为 Imm IOmm0由于采用了上述结构，本实用新型的有益效果如下(1)从声学性能来看，本复合共振吸声结构中所采用的共振板含有丰富的弯曲振动简正频率，并且共振板还与吸声材料构成了质量一弹簧共振结构，上述吸声材料，既作为共振板的阻尼层，又是质量一弹簧共振结构的弹性层，因此本结构具有很宽的低频吸声频
市ο(2)与传统的共振吸声结构相比，共振板占其所在吸声表面的面积不超过80%，从而，占本吸声结构吸声表面不少于20%的裸露部分面积为多孔吸声材料，充分利用了与共振板相连的吸声材料在中、高频的吸声优势，使得本复合共振吸声结构在中、高频段噪声范围内亦具有高效的吸收性能，而无需像传统方法那样在共振板表面外加吸声材料，其结构简单，便于规模化生产和应用。(3)与传统的吸声结构相比，要改变本复合共振吸声结构的吸声频率特性，只需要改变共振板的厚度和吸声材料的选材即可，无需增加封闭腔体的腔深和吸声材料的厚度， 因此其体积易于控制，可广泛应用于如厅堂音质设计、交通运输工具等不同场合；此外，本复合共振吸声结构还可作为基本单元被应用于各种降噪设备中如消声器，吸、隔声构件、隔声罩和各类噪声控制工程中。

图1为复合共振吸声结构的结构图。图2为采用B&K阻抗管作为测试设备，采用传递矩阵法测试本实用新型提供的复合共振吸声结构与传统多孔吸声材料的垂直入射吸声性能对比曲线图，图中，横坐标代表频率，单位为Hz，纵坐标代表垂直入射吸声系数，a线代表2mm钢板与IOOmm三聚氰胺的吸声系数，其中钢板面积占断面积的80% ；b线代表Imm钢板与IOOmm三聚氰胺的吸声系数，其中钢板面积占断面积的80% ；c线代表IOOmm三聚氰胺板的吸声系数；d线代表0. 8mm穿孔钢板与IOOmm三聚氰胺的吸声系数，其中，钢板面积占断面积的23%。图3为采用B&K阻抗管作为测试设备，采用传递矩阵法测试本实用新型提供的复合共振吸声结构与传统共振吸声结构的垂直入射吸声性能对比曲线图，图中，横坐标代表频率，单位为Hz，纵坐标代表垂直入射吸声系数，e线代表传统12mm水泥板与IOOmm玻璃棉的吸声系数，其中水泥板面积占断面积的100% ；f线代表2mm钢板与IOOmm玻璃棉的吸声系数，其中钢板面积占断面积的80% ；g线代表2mm钢板与IOOmm三聚氰胺的吸声系数，其中钢板面积占断面积的80% ；h代表Imm钢板与IOOmm三聚氰胺的吸声系数，其中钢板面积占断面积的80%。
具体实施方式
为了更加清楚地理解本实用新型目的、技术方案及有益效果，
以下结合附图1、附图2和附图3对本实用新型做进一步的说明，但并不将本实用新型的保护范围限定在以下实施例中。实施例1 一种复合共振吸声结构，该吸声结构包括由底板1、穿孔板2和共振板3 构成的封闭腔体4，该封闭腔体4内填充有吸声材料5，所述穿孔板2与共振板3之间采用弹性材料或阻尼材料6连接，共振板3与吸声材料5构成边界自由的质量一弹簧共振结构， 穿孔板2与吸声材料5构成吸声结构；所述底板1为2mm厚的钢板，所述共振板3为边界自由的金属板，厚度为1mm，其面积与其所在吸声表面面积之比为80% ；所述穿孔板2为穿孔护面结构，即穿孔钢板，其厚度为0. 8mm，孔洞直径为3mm，穿孔率为23% ；所述吸声材料5为
IOOmm厚的三聚氰胺开孔泡沫塑料，其密度为8,其边缘与共振板3和底板1粘接；
所述弹性材料或阻尼材料6的厚度为2mm的高分子泡沫塑料。实施例2 —种复合共振吸声结构，该吸声结构包括由底板1、穿孔板2和共振板3 构成的封闭腔体4，该封闭腔体4内填充有吸声材料5，所述穿孔板2与共振板3之间采用弹性材料或阻尼材料6连接，共振板3与吸声材料5构成边界自由的质量一弹簧共振结构， 穿孔板2与吸声材料5构成吸声结构；所述底板1为2mm厚的钢板，所述共振板3为边界自由的金属板，即钢板，厚度为2mm，其面积与其所在吸声表面面积之比为80% ；所述穿孔板2 为穿孔护面结构，其厚度为0. 5mm,孔洞直径为3mm，穿孔率为40% ；所述吸声材料5为IOOmm
厚的三聚氰胺开孔泡沫塑料，其密度为8 kglm3 ,其边缘与共振板3和底板1粘接；所述弹
性材料或阻尼材料6的厚度为2mm的高分子泡沫塑料。参见图2，实施例2与实施例1相比，吸声峰值略向低频移动，高频吸声性能有所下降，可以得出，共振板和吸声材料的厚度选择直接影响本复合共振吸声结构的性能。实施例3 —种复合共振吸声结构，该吸声结构包括由底板1、穿孔板2和共振板3 构成的封闭腔体4，该封闭腔体4内填充有吸声材料5，所述穿孔板2与共振板3之间采用弹性材料或阻尼材料6连接，共振板3与吸声材料5构成边界自由的质量一弹簧共振结构， 穿孔板2与吸声材料5构成吸声结构；所述底板1为2mm厚的钢板，所述共振板3为边界自由的金属板，即钢板，厚度为2mm，其面积与其所在吸声表面面积之比为80% ；所述穿孔板2 为穿孔护面结构，其厚度为0. 5mm,孔洞直径为3mm，穿孔率为40% ；所述吸声材料5为IOOmm
厚的离心玻璃棉，其密度为48钽/ 3 ,其边缘与共振板3和底板1粘接；所述弹性材料或阻
尼材料6的厚度为2mm的高分子泡沫塑料。参见图3，本实施例的复合共振吸声结构与传统的共振吸声结构相比，200Hz以上的全频段吸声性能得到大幅度提升，拓宽了吸声频带的宽度，由此得出，该复合共振吸声结构的吸声性能除了与共振板的厚度有关，还与吸声材料的裸露面积也有关系，该裸露部分对1000Hz以上频段的噪声起到很好的吸声作用。
权利要求1.一种复合共振吸声结构，其特征在于该吸声结构包括由底板(1)、穿孔板(2)和共振板(3)构成的封闭腔体(4)，该封闭腔体(4)内填充有吸声材料(5)，所述穿孔板(2)与共振板(3 )之间采用弹性材料或阻尼材料(6 )连接，共振板(3 )与吸声材料(5 )构成边界自由的质量一弹簧共振结构，穿孔板(2)与吸声材料(5)构成吸声结构。
2.如权利要求1所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述共振板(3)的边界自由， 其面积与其所在吸声表面的面积之比< 80%。
3.如权利要求2所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述共振板(3)为边界自由的硬质板或柔性板，其厚度为0. 5mm 20mm。
4.如权利要求2所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述共振板(3)为边界自由的穿孔面板，其厚度为0. 5mm 20mm，孔洞直径为0. 2mm 10mm，穿孔率为5% 10%。
5.如权利要求1所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述穿孔板(2)为穿孔护面结构，其厚度为0. 5mm 2mm，孔洞直径为2mm 10mm，穿孔率为20% 70%。
6.如权利要求1所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述穿孔板(2)为微穿孔结构，其厚度为0. 3mm 1. 5mm，孔洞直径为0. 2mm 0. 8mm,穿孔率为1% 10%。
7.如权利要求1 6中任一项所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述吸声材料 (5 )与共振板(3 )和底板(1)粘接。
8.如权利要求7所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述吸声材料(5)为无机纤维类多孔吸声材料、高分子开孔泡沫塑料或有机纤维类吸声材料。
9.如权利要求7所述的复合共振吸声结构，其特征在于所述弹性材料或阻尼材料(6) 的厚度为Imm 10mm。
专利摘要本实用新型公开了一种复合共振吸声结构，该吸声结构包括由底板(1)、穿孔板(2)和共振板(3)构成的封闭腔体(4)，该封闭腔体(4)内填充有吸声材料(5)，所述穿孔板(2)与共振板(3)之间采用弹性材料或阻尼材料(6)连接，共振板(3)与吸声材料(5)构成边界自由的质量—弹簧共振结构，穿孔板(2)与吸声材料(5)构成吸声结构。该复合共振吸声结构的吸声频带向低频展宽，具有广泛的应用场合，如厅堂音质设计、交通运输工具等。此外，本复合共振吸声结构还可作为基本单元被应用于各种降噪设备中如消声器，吸、隔声构件、隔声罩等，应用于各类噪声控制工程中。
文档编号G10K11/162GK202093817SQ20112020703
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者沈加曙 申请人:四川正升声学科技有限公司