CN102416375A - 闭孔型泡沫板声波传导辐射特性及根据该特性制造的声波辐射器或将该特性用于主动降噪 - Google Patents

Abstract

闭孔泡沫板置于笛卡坐标系，设：长a平行于x轴，宽b平行于y轴，高c平行于z轴，在x方向或y方向一侧或两侧进行激励，在一定预压力下，闭孔泡沫板z轴方向在较宽的频率范围内呈现良好的声波辐射特性，依据该特性制造的声波辐射器主要由振源、闭孔泡沫材料、开孔泡沫材料或开孔/闭孔组合结构泡沫材料、框架等组成，或将该特性用于主动降噪。

Description

闭孔型泡沫板声波传导辐射特性及根据该特性制造的声波辐射器或将该特性用于主动降噪

一、技术领域

本发明涉及闭孔泡沫材料声波传导及辐射特性，特别是涉及一种由振源、闭孔泡沫材料、开孔沫材料或开孔/闭孔组合结构泡沫材料、框架等构成的声波辐射器，或将该特性用于主动降噪。 

二、背景技术

闭孔泡沫材料热导率低，这种材料被称为绝热或隔热保温材料，闭孔泡沫材料可由Kelvin模型或Gibson——Ashby模型表示，Gibson和Ashby提出的的闭孔泡沫塑料弹性模量与泡沫结构关系可由(1)表示。 

$\frac{E_s}{E_m}=C_1{\mathrm{\φ}}^2{\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_S}{{\mathrm{\ρ}}_m}\right)}^2+C_1(1-\mathrm{\φ})\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_s}{{\mathrm{\ρ}}_m}\right)---\left(1\right)$

开孔泡沫材料因入射到材料表面声波能够通过泡沫孔透到材料内部，具有良好的吸声作用，该材料常用作吸声材料，开孔泡沫材料可由Gibson——Ashby提出的开孔泡沫塑料模型表示，其模量与密度关系可由(2)表示： 

$\frac{E}{E_S}=C_1{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ρ}}_s}\right)}^2---\left(2\right)$

其声阻抗可由(3)表示： 

$Z_S=\sqrt{\mathrm{K\ρ}}\coth \left(\mathrm{j\ω}\sqrt{\frac{\mathrm{\ρ}}{K}}d\right)---\left(3\right)$

泡沫材料在隔热保温、吸声降噪、航空航天、交通运输、武器装备等领域得到广泛应用。泡沫材料在加工、生产和检验等环节都建立相应的标准。以上所述为本说明书中提到的声波辐射器生产制造，及把闭孔泡沫材料声波传导及辐射特性用于主动降噪提供了充分必要条件。 

三、发明内容

本发明的目的是利用闭孔泡沫材料的声波传导及辐射特性制造一种质量轻且具有一定带宽的声波辐射器，或将闭孔泡沫材料的声波传导及辐射特性用于主动降噪。 

通过实验发现，把一块长a，宽b，高c；其中a＞c，b＞c的一块闭孔泡沫板置于笛卡坐标系，设：a边平行于x轴，b边平行于y轴，c边平行于z轴，在板x方向或y方向一侧或两侧进行激励，在一定的预压力下，该闭孔泡沫板z轴方向在较宽的频率范围内呈现良好的声波辐射特性。 

依据该发现提出一种声波辐射器基本结构，该结构由振源、闭孔泡沫材料、开孔泡沫材或开孔/闭孔组合结构泡沫材料、框架等组成。 

依据该发现提出闭孔泡沫材料在作保温或其它功用的同时，亦能对其周围环境实现主动降噪。 

四、附图说明

图1示闭孔泡沫板声波传导及辐射示意图。 

图2示利用图1所发现的闭孔泡沫板声波传导及辐射特性制成的声波辐射器基本结构剖面图。 

图3示利用图1所发现的闭孔泡沫板声波传导、辐射特性及弯曲振动原理制成的声波辐射器基本结构剖面图 

图4为利用图1所发现的闭孔泡沫板声波传导及辐射特性制成的声波辐射器样品实测结果。 

五、具体实施方式

结合附图说明 

图1示闭孔泡沫板声波传导及辐射示意图，其中F及F′是加在闭孔泡沫板x轴向两侧的预压力，ΔF及ΔF′为加在闭孔泡沫板x轴向两侧压力变量，ΔP及ΔP′为闭孔泡沫板在ΔF及ΔF′策动下z轴方向辐射声压。其中a为x轴向闭孔泡沫板边长度，b为y轴向闭孔泡沫板边长度，c为z轴方向闭孔泡沫板厚度，其中a＞c，b＞c。 

图2示利用图1所发现的闭孔泡沫板声波传导及辐射特性制成的声波辐射器基本结构剖面图。其中：1-为闭孔泡沫材料，2-为开孔泡沫材料或开孔/闭孔组合结构泡沫材料，3-为振源，4-为框架。 

图3示利用图1所发现的闭孔泡沫板声波传导、辐射特性及弯曲振动原理制成的声波辐射器基本结构剖面图，其中：1-为闭孔泡沫材料，2-为开孔泡沫材料或开孔/闭孔组合结构泡沫材料，3-为振源，4-为框架，5-为闭孔泡沫板加强筋。 

图4为利用图1所发现的闭孔泡沫板声波传导及辐射特性制成的声波辐射器样品实测结果。其中1、2-为组成该样品所用压电陶瓷振源频率响应曲线，3-为声波辐射器样品频率响应曲线。 

Claims (4)

1.闭孔泡沫板置于笛卡坐标系，长a平行于x轴，宽b平行于y轴，高c平行于z轴，其中a＞c，b＞c，在x方向或y方向一侧或两侧进行激励，在一定预压力下，闭孔泡沫板z轴方向在较宽的频率范围内呈现良好的声波辐射特性。

2.根据权力要求1所述的闭孔泡沫板声波传导及辐射特性制成的声波辐射器主要由振源、闭孔泡沫材料、开孔泡沫材料或开孔/闭孔组合结构泡沫材料、框架等构成。

3.根据权力要求1所述的闭孔泡沫板声波传导及辐射特性结合弯曲振动原理制成的声波辐射器主要由振源、闭孔泡沫材、开孔泡沫材料或开孔/闭孔组合结构泡沫材、框架等构成；其中闭孔泡沫板上有加强筋。

4.根据权力要求1所述的闭孔泡沫板声波传导及辐射特性，可将该特性用于主动降噪。

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