CN106652989B - 一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，由若干个吸声单元并联组成；所述吸声单元包括刚性支架、支撑板、弹性管和机械阻抗板；所述刚性支架安装在壁面上，所述刚性支架上焊接有支撑板；所述弹性管粘接在支撑板和机械阻抗板之间；所述机械阻抗板与所述刚性支架之间留有间隙；所述壁面、弹性管、机械阻抗板和刚性支架围成密闭的共振腔；弹性管为粘弹性材料的中空管，且管壁设有孔。本发明整体结构空间小，通过理论分析与实验验证，在低频能够拓宽吸声频带，可以复合微穿孔板等其他吸声结构，使得复合结构从低频到中高频具有良好吸声效果。

Description

一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构

技术领域

本发明涉及噪声控制的技术领域，特别涉及一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构。

背景技术

噪声控制的关键技术之一是在传播过程中进行声波的吸收，在建筑、车辆和交通运输等众多领域吸声降噪是经常使用的技术措施，需要良好的吸声结构或吸声材料。目前常用的微穿孔板吸结构、纤维吸声材料等在中高频具有良好的吸声效果，但是在低频吸声需要增加结构厚度或材料厚度，占用大的空间，否则吸声效果不佳。传统的机械阻抗板吸声结构，能够在低频出现吸声峰值，但其吸声频宽低。连接机械阻抗板的一般是一密实的粘弹性材料，在低频吸声需要降低粘弹性材料的弹性系数，弹性系数下降的同时阻尼也将跟随降低，造成吸声系数下降，吸声频带变窄，单纯采用密实性材料难以解决这一问题。

机械阻抗的吸声机理是机械共振。机械阻抗的阻尼系数和弹性系数控制得当，能够在低频具有较高的吸声峰值，并且结构的厚度薄，但是其吸声频宽低，如何拓宽吸声频带是当前的技术难题。由理论可知，机械阻抗的吸声频宽与其品质因子有关。吸声频宽与品质因子成反比，其中阻尼系数是一重要参数，品质因子与阻尼系数成反比，因此提高粘弹性材料的阻尼系数能够拓宽吸声频带。

基于上述机理，发明一种结构能够提高阻尼，拓宽低频吸声频宽。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，多孔弹性管振动过程中压缩内腔空气，空气流过弹性管侧壁孔，产生阻尼，耗散振动能量，从而提高吸声性能，拓宽吸声频带。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，由若干个吸声单元并联组成；所述吸声单元包括刚性支架、支撑板、弹性管和机械阻抗板；所述刚性支架的一端安装在壁面上，所述刚性支架的另一端焊接有支撑板；所述机械阻抗板位于支撑板的外侧，所述弹性管粘接在支撑板和机械阻抗板之间；所述机械阻抗板的两端与所述刚性支架之间留有间隙；所述壁面、弹性管、机械阻抗板和刚性支架围成密闭的共振腔；弹性管为粘弹性材料的中空管，且管壁设有孔。

进一步，所述弹性管形状为圆形或者矩形或者椭圆形。

进一步，所述孔直径大小为0.05-1mm。

进一步，所述弹性管的管壁厚为0.5mm，外径为3.5mm。

进一步，所述机械阻抗板的材料为铝，厚度为0.8mm。

进一步，所述弹性管上的孔位置仅在所述共振腔内部。

进一步，所述弹性管上的孔位置仅在所述共振腔外部。

进一步，所述弹性管上的孔位置在所述共振腔外部和内部。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，主要特点是整体结构空间小，通过理论分析与实验验证，在低频能够拓宽吸声频带。

2.本发明所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，可以复合微穿孔板等其他吸声结构，使得复合结构从低频到中高频具有良好吸声效果。

3.本发明所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，制作简单、成本低、无污染等特点。

4.本发明所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，可以广泛应用于交通、运输和车辆等众多噪声降低领域。

附图说明

图1为本发明所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构示意图。

图2为本发明所述的吸声单元结构示意图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本发明弹性管截面为圆形，且在共振腔内侧和外侧都加工孔示意图。

图5为本发明弹性管截面为圆形，且仅在共振腔内侧加工孔示意图。

图6为本发明弹性管截面为圆形，且仅在共振腔外侧加工孔示意图。

图7为本发明弹性管截面为矩形，且在共振腔内侧和外侧都加工孔示意图。

图8为本发明弹性管截面为矩形，且仅在共振腔内侧加工孔示意图。

图9为本发明弹性管截面为矩形，且仅在共振腔外侧加工孔示意图。

图10为本发明所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构的吸声系数对比曲线图。

图中：

1-壁面；2-刚性支架；3-共振腔；4-机械阻抗板；5-粘弹性材料；6-支撑板。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

结合图1、图2和图3所示，一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，由若干个吸声单元并联组成；所述吸声单元包括刚性支架2、支撑板6、弹性管5和机械阻抗板4；所述刚性支架2的一端安装在壁面1上，所述刚性支架2的另一端焊接有支撑板6；所述机械阻抗板4位于支撑板(6)的外侧，所述弹性管5粘接在支撑板6和机械阻抗板4之间；所述机械阻抗板4的两端与所述刚性支架2之间留有间隙，不妨碍机械阻扰板振动；所述壁面1、弹性管5、机械阻抗板4和刚性支架2围成密闭的共振腔3；弹性管5为粘弹性材料的中空管，且管壁设有孔。所述弹性管(5)形状为圆形或者矩形或者椭圆形。所述孔直径大小为0.05-1mm。

工作过程：当声音入射到机械阻抗板4时，机械阻抗板4带动弹性管5共同振动，弹性管5振动过程中压缩内腔空气，空气流过弹性管5侧壁孔，产生阻尼，耗散振动能量，从而提高吸声性能，拓宽吸声频带。

如图4-图9所示，为了达到更好的吸音效果，所述弹性管5上的孔位置仅在所述共振腔3内部，或者所述弹性管5上的孔位置仅在所述共振腔3外部，或者所述弹性管5上的孔位置在所述共振腔3外部和内部。

实施例为弹性管5的管壁厚为0.5mm，外径为3.5mm；机械阻抗板4的材料为铝，厚度为0.8mm，质量为19.42g；在弹性管5的共振腔3外部和内部增加孔与没有孔的弹性管5进行实验作对比，得出曲线图，如图10所示。弹性管5的共振腔3外部和内部增加孔的吸声结构吸声系数高于不带孔的吸声结构，因此，复合微穿孔板等其他吸声结构，使得复合结构从低频到中高频具有良好吸声效果。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，其特征在于，由若干个吸声单元并联组成；所述吸声单元包括刚性支架（2）、支撑板（6）、弹性管（5）和机械阻抗板（4）；所述刚性支架（2）的一端安装在壁面（1）上，所述刚性支架（2）的另一端焊接有支撑板（6）；所述机械阻抗板（4）位于支撑板（6）的外侧，所述弹性管（5）粘接在支撑板（6）和机械阻抗板（4）之间；所述机械阻抗板（4）的两端与所述刚性支架（2）之间留有间隙；所述壁面（1）、弹性管（5）、机械阻抗板（4）和刚性支架（2）围成密闭的共振腔（3）；弹性管（5）为粘弹性材料的中空管，且管壁设有孔，所述孔直径大小为0.05-1mm，所述弹性管（5）的管壁厚为0.5mm，外径为3.5mm。

2.根据权利要求1所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，其特征在于，所述弹性管（5）形状为圆形或者矩形或者椭圆形。

3.根据权利要求1所述的机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，其特征在于，所述机械阻抗板（4）的材料为铝，厚度为0.8mm。

4.根据权利要求1-3所述的任一项机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，其特征在于，所述弹性管（5）上的孔位置仅在所述共振腔（3）内部。

5.根据权利要求1-3所述的任一项机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，其特征在于，所述弹性管（5）上的孔位置仅在所述共振腔（3）外部。

6.根据权利要求1-3所述的任一项机械阻抗板复合多孔弹性管吸声结构，其特征在于，所述弹性管（5）上的孔位置在所述共振腔（3）外部和内部。