层合复合降噪材料

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1、层合复合降噪材料1前言2层合复合材料的降噪机理层合材料具有多层界面的特点并且各组份材料分别具有隔声吸声阻尼减振的性能。其降噪机理如下［1］:1）利用声波在不同介质的多个分界面上产生反射的原理，使得声波在复合材料夹层的多个界胆上反射能量。声波每遇到一个界妞，都要经历一次反射和透射，反射波又在两界面之间的粘弹性介质中发生多次反射，声能量被夾层粘弹性材料所吸收，从而提高隔声效果。2）对于多层复合材料，采用“夹心”结构，外层刚性好、强度较大，芯层为柔软吸声或者阻尼材料。对于中低频噪声，阻尼材料可以降低材料

2、振动的幅度，削弱共振现象。而在临界频率下，由于芯层的阻尼或吸声作用，使双层外层基板间相互独立，复合结构的隔声量可以达到两层板各自隔声量的总和，超过质量定律所给出的数值。特别是芯层在受到外层约束条件不作弯曲振动时，阻尼作用加强，因此在临界频率以上，复合板的弯曲共振现象减弱，从而使隔声量不会因吻合效应而明显下降。3）此外，芯层的作用使材料总厚度以及弯曲劲度增大，从而使临界频率向高频方向移动，这对提高隔声效果也是有利的。4）在夾层隔声材料表面复合一层吸声材料，使得当声波透过材料时，材料能够实现隔声和吸声

3、双重功效。李康［4］等人研宂了对丁腈橡胶添加富含人量气泡的蛭石粉改善橡胶的吸隔声性能，增宽了吸声频带。以此制成具有良好吸声隔音性能的蛭石粉/丁腈橡胶试样，并以此试样与纯麻胚布通过粘结剂粘合成层状复合降噪材料,探讨了蛭石粉含量、热压时间、不同粘结剂及层合层数对吸隔声性能的影响。肖山宏［5］等人研宄比较了铅纤维/聚氯乙烯复合材料，玻璃纤维/聚氯乙烯复合材料和金属化织物/聚氯乙烯复合材料在不同声压级下的隔音性能，并对其进行了SEM、DMA、EDS等分析，探索了其隔音机理。结果表明，复合降噪材料的隔音性能

4、除了与材料的面密度、厚度、阻尼性能、声波的频率有关，还与材料的符合结构有关。孙卫青［6］等人研宄了以慢回弹性聚氨酯泡沫材料与交联聚乙烯发泡体为阻尼层层合复合的隔音性以及利用有限元软件分析优化组合方案。华亮［7］等人研制了以阻燃聚乙烯发泡阻尼层、稻草秸秆板软质橡胶复合成的稻草板层合复合材料，并以此配以钢板为隔声面层层制成隔声罩已经在XMQ6608客车上得到了应用。周耿［8］等人研究丫慢回弹性聚氨酯与废钢渣粉末复合成隔声材料并探讨了声压级、钢渣粉用量以及粒径、阻燃剂对复合材料隔声性能的影响，并分析复合

5、材料的了力学性能以及内部结构。梁基照，蒋兴华［9］等人将聚氯乙烯(PVC)与聚丙烯(PP)以及实心玻璃微珠(HGB)复合成隔声材料,分析了填料与隔咅量的关系，并指出聚合物基复合材料具有良好的隔声性能，M复合隔声质量定律。赵君［12］等人研宂了木质/橡胶复合材料的降噪性能，并分析了木质颗粒大小、用量、粘结剂含量，声频率等因素对降噪效果的影响。隔声材料屮H本静香系列被誉为“现代隔声之王”，这种材料将含量高达90%的废铁粉与特殊树脂、无毒沥青混合而制成，具有非常优异的宽频隔声特性和高阻尼性，能有效地抑制

6、各种噪声的传播。罗以喜［13】选择聚丙烯为纤维原料采用纺丝成网法制成吸声非织造布，以铁、铜粉末为主要隔声材料采用挤出成型工艺制成隔声片材，经化学粘合复合工艺研制出非织造降噪复合材料。对该材料的降噪性能进行了测试分析，结果表明这是一种轻质、吸声隔声效果较好的新材料。浙江理工大学的姚跃飞和傅雅琴［14］等，以玻璃纤维织物、聚氯乙烯为原料，加入适量的炼钢炉渣填充物，制备了一系列轻量、超薄、柔韧的玻璃纤维织物/聚氯A烯复合材料，该复合材料对隔断中、低频的噪声十分有效。在层合材料传声损失的理论方UJ的研究，

7、Nareyanan和Shanbhag推导出了无限大阻尼复合三夹层对称约束板的传声损失计算表达式［15］:Gnder和Leuseur通过模态法和统计能量法，得到了分别应用于低频和高频的复合板传声损失混合法的计算方法［16］。后来国内有人提出了等效参数法［17］和矩阵传递法［18］两种方法。等效参数法是通过计算得到阻尼夹层板总弯曲刚度、结构整体损耗因子以及组合谢密度，从而等效为单层材料，来计算传声损失。这种方法，表达简洁，建模方便，其不足之处在于总体刚度采用了近似，在材料的吻合区计算结果不准确，但是对

8、于层合材料的吻合频率一般都超过了所关心的噪声范围，所以可以在工程中实用。矩阵传递法是利用矩阵方法，并结合数学归纳法，推导出多层介质在简谐平面波垂直入射条件下声透射系数的一般公式。以上这些方法中，有的是在一定假设条件下推导出来的，有的计算复杂或者只适合于三层对称板，而在实际工程设计过程中，各种方法仍然需要多次试验的验证。4复合降噪材料展望参考文献[1]孙卫青，邱宗玺，张恒.层合复合材料隔声性能有限元分析.郑州大学学报，2002(1):51〜54[2]周成飞.浅谈聚氨酷声学材料及其吸声