吸聲隔聲材料的案例
聲學(xué)包：吸聲隔聲材料的應(yīng)用
第二原則是當(dāng)質(zhì)量增加一倍時，隔聲量增加6分貝，即隔聲曲線整體向上移6dB。
實際上，板結(jié)構(gòu)是有限，而且結(jié)構(gòu)的邊界條件、剛度、阻尼等會影響到其隔聲效果。大量的試驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)板的面密度增加一倍時，隔聲量增加量為5分貝；當(dāng)頻率增加一個被頻程時，隔聲量增加4分貝。
圖4 聲波反射和入射的示意圖及6dB原則
隔聲材料通常為面密度較大的材料如鋼板、EVA、EPDM等材料。在汽車前圍隔音墊、地毯、輪罩隔音墊等零件上廣泛應(yīng)用。而隔聲性能測試廣泛采用的是大混響－消聲的測試方法，阻抗管測試隔聲應(yīng)用較少。測試樣件安裝在混響室和消聲室之間的窗口上，混響室作為發(fā)聲室，消聲室作為接受室，用聲強法來測量消聲室的透射聲功率?？捎糜诹慵芊饧斑^孔的測試，分析薄弱的區(qū)域，這也是混響－消聲室方法優(yōu)于混響室－混響室方法的原因。
圖5 混響－消聲室法
三、 吸隔聲材料組合應(yīng)用
車身上的聲學(xué)包裝結(jié)構(gòu)多數(shù)是吸收材料和隔聲材料在一起的組合應(yīng)用，如前壁板隔聲墊、地毯、以及目前被很多豪華車采用的靜音鋼板等。如下圖的前壁板聲學(xué)結(jié)構(gòu)由四層組成：鋼板隔聲層+吸聲層+隔聲層。
圖6 前壁板聲學(xué)結(jié)構(gòu)
目前，在電動化的大趨勢下，對于輕量化吸隔聲材料的研究越來越深入，如九大參數(shù)對于材料聲學(xué)性能的影響，材料級到整車級的仿真等，各大主機廠和供應(yīng)商都展開了深入的研究并擁有了大量的數(shù)據(jù)和寶貴的經(jīng)驗，也切切實實的為正向開發(fā)付出著自己的汗水和努力。
作者：劉曉軍 來源：品質(zhì)內(nèi)外飾公眾號
展開 吸聲降噪技術(shù)：多孔性吸聲材料的流阻
多孔性吸聲材料的吸聲性能與空氣通過多孔材料阻力密切相關(guān)，有經(jīng)驗的聲學(xué)工程師通過向多孔材料吹氣就能像中醫(yī)“搭脈”一樣判斷出多孔材料的吸聲性能好壞。
空氣通過多孔材料阻力用流阻這一物理量來表述，流阻在描述多孔性吸聲材料聲學(xué)性能中有著巨大的影響力，包括著名的Biot[1]多孔性吸聲材料理論以及著名的Delany-Bazley[2]經(jīng)驗?zāi)Ｐ投际怯昧髯鑱砻枋龆嗫?em>吸聲材料特性的。因此，如果對流阻這樣霸氣的物理量不了解的話，你都沒有與別人討論多孔性材料聲學(xué)性能的勇氣和自信。所以，我們把流阻專門拿出來，細(xì)細(xì)地跟大家吹一吹，有助于更加深刻地理解多孔材料的吸聲性能。
什么？吸聲性能是吹出來的？
1
流阻的定義
流阻定義為，當(dāng)穩(wěn)定氣流通過多孔材料時，材料兩面的靜壓差和氣流線速度之比，用公式可表示為：
式中，△P 為材料兩面的靜壓差， Pa；u 為氣流線速度， m/s。流阻的單位為：Pa·s/m。
展開 聲學(xué)小知識分享：隔聲、吸聲、消聲原理及阻尼減振
阻性消聲器的消聲量參照以下經(jīng)驗公式計算：
5、吸聲原理
利用吸聲處理在噪聲傳播途徑上進行控制是一種傳統(tǒng)常用而且有效的方法。當(dāng)室內(nèi)聲源發(fā)出的聲音遇到墻面、頂棚、地坪及其它物體表面時，都會發(fā)生反射現(xiàn)象。聲波在傳播過程中遇到各種材料時，都會發(fā)生一部分聲能被反射，一部分聲能向材料內(nèi)部傳播并被吸收，一部分聲能透過材料在向外傳播。在噪聲源周圍設(shè)置了隔聲圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁面上做必要的吸聲處理，不但可有效加強隔聲圍護結(jié)構(gòu)的隔聲量，而且可降低室內(nèi)的混響聲達(dá)3～8dB(A)，同時改善操作人員的操作環(huán)境，起到一定的勞動保護作用。
房間內(nèi)做吸聲處理后的最大吸聲降噪量一般參照下式計算：
房間內(nèi)做吸聲處理后的平均吸聲降噪量一般參照下式計算：
6、阻尼減振降噪措施
在薄板隔聲維護結(jié)構(gòu)的隔聲背板上涂刷特殊配比的阻尼材料能有效增加隔聲結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻尼，它能使隔聲構(gòu)件的動能轉(zhuǎn)化為熱能，從而減少了構(gòu)件的振動，因而阻尼對提高隔聲構(gòu)件尤其是薄板隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲量有明顯的作用，特別是低頻共振時的隔聲量。
展開 案例4：多孔吸聲材料的吸聲效果比較
案例4：多孔吸聲材料的吸聲效果比較一個長方體盒子，內(nèi)部是空氣，在盒子側(cè)面給定單位激振力，空氣中某點的聲壓作為響應(yīng)。
多孔材料參數(shù)設(shè)置：
多孔材料屬性設(shè)置：
單層吸聲材料，厚度分別為1mm，2mm，3mm
無多孔吸聲材料的計算結(jié)果
有多孔吸聲材料的計算結(jié)果（1mm）
有多孔吸聲材料的計算結(jié)果（2mm）
有多孔吸聲材料的計算結(jié)果（1mm）
吸聲材料的吸聲效果一般在中高頻比較明顯。另外隨著吸聲材料厚度的增加，吸聲效果越來越明顯。
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智能座艙聲振建模技術(shù)：HVAC噪音傳播與多孔吸聲材料
包括吸收域和多孔域，可以用可滲透的輻射表面聲載荷來解決HVAC艙室噪聲。動畫顯示感興趣頻率之一的傳播中的效果艙。很明顯，忽略聲學(xué)傳播中的艙室效應(yīng)（左），聲波在介質(zhì)中自由輻射。然而，包括機艙屬性在內(nèi)，聲輻射更加復(fù)雜，因為它現(xiàn)在包括反射和吸收。
自由場（左）和機艙（右）的聲學(xué)傳播
過去的研究表明，將聲學(xué)和流動分開求解的混合方法可以提供比其他參考解決方案更具代表性的結(jié)果。使用這些技術(shù)，我們可以看到，在我們期望駕駛員耳朵的區(qū)域，安裝條件可以提供超過10
dB
的聲級。因此，一旦安裝，包括傳播中的座艙屬性，將對
HVAC
噪聲預(yù)測產(chǎn)生重大影響。
駕駛員位置的自由場和安裝的聲音水平
Simcenter 3D
現(xiàn)在還支持具有異質(zhì)流體結(jié)構(gòu)域的模型。這意味著可以將座椅和其他吸收的表面建模為重空氣或真實的多孔材料，而機艙的其余部分則以常規(guī)的空氣流為模型。
綜述
CFD和聲學(xué)耦合仿真為HVAC致機艙噪聲問題提供了一種解決方案，并通過優(yōu)化的源建模和數(shù)據(jù)傳輸，同時將流量和聲學(xué)角色保持在自己的平臺上?？梢杂行У乜紤]機艙性能，而無需增加CFD解決方案的開銷。'
原文來源于SIEMENS博客，作者Korcan Kucukcoskun和Jonathan Melvin
展開 吸聲材料的結(jié)構(gòu)作用及低頻聲陷井
聲吸收可分為中高頻吸收和低頻吸收，聲吸收可以減少回聲，同時還可以有效控制混響時間，對改善聽音區(qū)頻響也起到很重要的作用。如此，可以創(chuàng)造一個監(jiān)聽更加清晰并且更加標(biāo)準(zhǔn)的混音環(huán)境。
01 中高頻吸收
高頻吸收主要是針對聲場設(shè)計，進行早期反射聲波干涉、混響以及回聲的控制。通常可使用全頻帶吸聲玻璃纖維板進行吸聲處理，并與擴散體聯(lián)合進行聲場塑造。
02 低頻吸收（低頻聲陷）
低頻聲陷的作用是避免低頻駐波以及聲音干涉帶來的低頻頻響失真，當(dāng)監(jiān)聽音箱發(fā)出的聲音撞擊墻面后，經(jīng)反射的聲波與監(jiān)聽音箱繼續(xù)發(fā)出的聲波發(fā)生干涉作用。根據(jù)波長不同，聲壓或被加強或被抵消，且不同的位置具有不同的頻響。在一個未經(jīng)處理的房間內(nèi)，聲波相互反相發(fā)生干涉作用時，最多會產(chǎn)生25dB甚至更多的衰減。
很多人錯誤地認(rèn)為，使用近場監(jiān)聽揚聲器可以排除聲學(xué)缺陷。事實上，一樣會有駐波問題，只是在監(jiān)聽位置直達(dá)聲的能量較大而已。雖然當(dāng)人耳靠近揚聲器時，高頻反射聲會由于掩蔽效應(yīng)逐漸減小，但是低頻干涉仍然存在。
另一個誤解是使用均衡器改變由于聲波相位抵消所引起的頻響變化。聲波干涉與房間結(jié)構(gòu)有關(guān)，是客觀存在的，除非改變聲波傳遞方向，否則使用均衡無法改變由于聲波干涉引起的頻響畸變。并且不同的位置獲得的頻響曲線完全不同，所以不可能依靠均衡器來補償聲學(xué)缺陷。
雖然使用耳機可以避免房間帶來的聲學(xué)問題，但是耳機監(jiān)聽的聲音只有直達(dá)聲，使得我們很難去控制某些音軌的音量。
展開 LMS Virtual.Lab多孔吸聲材料仿真
這個PDF是LMS官方文檔，講述了多孔性吸聲材料的聲學(xué)仿真的一些理論基礎(chǔ)，并且最后給出了一個實例，有興趣的朋友可以下載，并且可以按照實例做一下算例?，F(xiàn)在多孔性吸聲材料在汽車NVH、船舶、航空等行業(yè)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，希望此PDF對大家有幫助！
TRIM multilayer sound material.pdf
經(jīng)驗6：VL12中定義吸聲材料屬性
VL12中定義吸聲材料屬性
在VL11中定義吸聲材料是屬性的功能在VL12中有些變動，一個簡單的說明。
在VL11中定義吸聲材料屬性的界面
VL12中先定義材料，注意材料類型
再插入屬性
VL12中多了些材料類型，不同的類型計算結(jié)果有些差別。
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Comsol 薄膜型聲學(xué)超材料隔聲性能（嵌入質(zhì)量塊）
薄膜型聲學(xué)超材料的隔聲原理主要涉及到聲波在材料中的傳播和反射。 當(dāng)聲波進入薄膜型聲學(xué)超材料時，它們會遇到由多層薄膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元。由于這些單元的尺寸接近于聲波波長，聲波會產(chǎn)生與材料中的結(jié)構(gòu)單元相互作用的效應(yīng)，這種效應(yīng)會產(chǎn)生反射、衍射和干涉等現(xiàn)象。 通過合理設(shè)計和優(yōu)化材料結(jié) 構(gòu)，薄膜型聲學(xué)超材料可以實現(xiàn)對特定頻率范圍內(nèi)聲波的反射和吸收，從而達(dá)到隔聲的效果。具體來說，當(dāng)聲波遇到薄膜型聲學(xué)超材料時，一部分聲波會被反射回去，另一部分聲波則會被吸收或繼續(xù)穿透材料，但其強度會受到一定程度的衰減。通過層層反射和吸收，材料可以將聲波的傳播和干擾效應(yīng)降到最小，從而實現(xiàn)隔聲的目的。
薄膜型聲學(xué)超材料的隔聲效果受到材料結(jié)構(gòu)、厚度、孔徑大小以及聲波入射角度等因素的影響，因此需要進行合理的設(shè)計和優(yōu)化，才能達(dá)到最佳的隔聲效果。
一、搭建模型
中間位置為薄膜包覆的質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)
二、網(wǎng)格劃分
應(yīng)力分布
傳遞損失曲線
透射系數(shù)曲線
在隔聲谷位置的透射系數(shù)很高。
有需要源文件和講解視頻的可以與我們聯(lián)系，優(yōu)惠不斷；
為方便交流學(xué)習(xí)，大家如果有好的案例可以提供給我們，我們支付費用，或者交換同等難度案例；
展開 “新四化”背景下汽車NVH的發(fā)展趨勢
圖5 多通道Command-FxLMS算法原理框圖
聲學(xué)超材料主動降噪充分利用了超材料功能化的原理，通過外部激勵來實現(xiàn)聲學(xué)超材料等效參數(shù)的主動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)隔聲性能的主動可控，從而更加適應(yīng)復(fù)雜的聲學(xué)環(huán)境，目前主要有四種結(jié)構(gòu)，第一種是壓電薄膜式，通過外加電壓改變壓電材料剛度，從而調(diào)整這個結(jié)構(gòu)的抗彎剛度，最終實現(xiàn)對目標(biāo)頻段的控制[5]；第二種是基于磁流變的主動聲學(xué)超材料，通過調(diào)控磁場實現(xiàn)對聲學(xué)超材料隔聲量和隔聲頻段的調(diào)節(jié)[6]；第三種是通過改變聲學(xué)超材料薄膜之間的氣壓，對聲學(xué)超材料的隔聲性能進行主動調(diào)控[7]；第四種是通過輸入不同強度的電流改變結(jié)構(gòu)剛度，實現(xiàn)聲學(xué)超材料聲學(xué)性能的主動調(diào)節(jié)[8]。
隔振手段智能化，汽車的主動懸置主要通過調(diào)節(jié)減振器的阻尼系數(shù)來實現(xiàn)減振的目的。目前主動懸置主要有傳統(tǒng)的液壓懸置和新興的電/磁流變液懸置[9]，多孔電流變液懸置如圖6所示，電/磁流變液懸置中充有電/磁流變液，在電/磁場的控制下可以改變其形態(tài)，從而達(dá)到改變阻尼力的目的，最終可以對振動進行主動控制。
圖6 多孔電流變液懸置
3.4 聲學(xué)包超材料化
與傳統(tǒng)聲學(xué)材料相比，聲學(xué)超材料具有更小的結(jié)構(gòu)尺寸和更高的能量耗散率[10]，對低頻段噪聲具有良好的吸聲性能，這一特性可以彌補傳統(tǒng)聲學(xué)材料的不足。
研究表明，三明治薄板結(jié)構(gòu)的聲學(xué)超材料在薄板厚度均為1 mm時可以在低于500 Hz的頻段內(nèi)獲得高達(dá)35 dB的隔聲量[11]，在帶寬超過200 Hz的頻段內(nèi)具有20 dB以上的隔聲量。有的膜類帶腔聲學(xué)超材料在200-1000Hz范圍內(nèi)具有連續(xù)的吸聲寬帶，其吸聲效果如圖7所示，其平均吸聲系數(shù)為80%左右，最大吸聲系數(shù)接近100%，具有相當(dāng)優(yōu)異的吸聲性能。
展開 關(guān)于聲學(xué)的一些小知識
關(guān)于聲學(xué)的一些小知識
聲音的大小----分貝
聲音是一種振動能量，能量大小以聲強級或聲壓級來表示。實際上人們聽覺感覺到的響度與聲音能量數(shù)值的對數(shù)才有相似的關(guān)系，所以把能量數(shù)值按公式取對數(shù)以后的這個數(shù)值就叫作“貝爾”，現(xiàn)實中它的數(shù)值偏大，所以再把它分成十份，每份就叫“分貝”。“分貝”的測量儀器是“聲級計”，俗稱分貝儀。
空氣聲與固體聲
談話聲、音樂聲等通過空氣介質(zhì)傳播的聲音叫做空氣聲；人耳能聽到的主要是空氣聲。對于家居及辦公的隔音也就是要隔絕空氣聲。
機器的振動、排水聲等通過地板和管道介質(zhì)傳播的聲音叫做固體聲。
空氣聲與固體聲的區(qū)別在于不同的傳播途徑，處理方法各不相同。
吸聲與隔聲
吸聲是利用疏松多孔的材料將部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能加以吸收。以吸收聲音能量為主，如超細(xì)玻璃棉、巖棉等。主要用于降低聲反射。
隔聲是利用質(zhì)密的材料將聲音隔絕于某個空間。 隔聲材料所具有的降噪作用叫做隔聲性能，假設(shè)某客廳電視機的聲音是70dB，傳到與之相隔一墻的臥室后降到50dB，則該墻體的隔聲性能可以說是20dB。
隔聲與吸聲是兩個截然不同的概念，市場上常見的只有吸聲材料，少見專業(yè)的隔聲材料，在沒有選擇的情況下，人們往往吸聲材料代替隔聲材料擋聲音，這是一種誤區(qū)，其效果微乎其微。隔音要用真正的隔音材料。 在實際中如果為了尋求良好的隔聲效果，往往采取“吸隔共用”的方法，表面隔聲層用來隔聲，后面的空腔填充吸聲材料，這樣的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以有效的增強整體的隔聲性能。
展開 
聲學(xué)在科學(xué)技術(shù)中的十大作用（下）
為了改善廳堂內(nèi)音質(zhì)及隔絕室外噪聲，對吸聲材料和隔聲材料進行了理論和實驗研究。在評價廳堂音質(zhì)方面，有客觀評價和主觀評價兩個方面，客觀評價主要是從廳堂的物理特性來考慮，而主觀評價則是以人的主觀感受為準(zhǔn)則，牽涉到人的生理和心理狀態(tài)。因此主觀評價和客觀評價往往不一致。實際上對于傳播語言為主的廳堂和以演奏音樂為主的廳堂要求也是不一樣的。這就是建筑聲學(xué)方面的復(fù)雜問題。
在本世紀(jì)中期，現(xiàn)代工業(yè)和交通飛速發(fā)展。伴隨著出現(xiàn)大量的噪聲問題，機器噪聲（如紡織廠，機械廠，鋸木廠等），交通噪聲等等。噪聲妨礙人的健康，影響人們的工作和生活，干擾精密儀器的運轉(zhuǎn)。高強度噪聲還會造成人們聽力喪失，甚至損壞房屋建筑。因此在60年代前后，“噪聲控制”作為一門獨特的學(xué)科從建筑聲學(xué)中分離出來，得到迅速發(fā)展。不少建筑聲學(xué)家把研究方向轉(zhuǎn)為研究噪聲及其控制。包括噪聲源的分析，噪聲對人類的影響，噪聲的治理等等。一般采取隔絕的方式，近年來則發(fā)展有源消噪和減振的方式，即人為地有目的地產(chǎn)生次級聲振動信號去抵消原有噪聲，從而達(dá)到消噪和除噪的目的。其特點是體積小，成本低，降噪效果好，特別適合于軍事和國防方面的應(yīng)用。
10、電聲系統(tǒng)及其應(yīng)用
近年來，由于高科技發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對于電聲系統(tǒng)提出了更高的要求。首先，由于通訊系統(tǒng)的飛速發(fā)展，作為通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件的傳聲器（話筒）和揚聲器（喇叭），除音質(zhì)好之外，對外形（如小型化）等也有特殊要求。此外，隨著立體聲技術(shù)的發(fā)展以及人們欣賞能力的提高，對揚聲器和組合音響設(shè)備也有更高要求，特別是脈沖編碼調(diào)制錄音技術(shù)和數(shù)字音頻唱片的出現(xiàn)，要求揚聲器同時承受功率大、動態(tài)范圍大、頻響寬廣平坦、失真小和瞬態(tài)響應(yīng)良好等特性。
相應(yīng)的電聲系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計和測試的技術(shù)和理論以及電聲系統(tǒng)的測試方法等均有很大的發(fā)展。
展開 陳書明教授：多孔材料在汽車輕量化及NVH上的應(yīng)用
下面是竹葉的添加對吸聲性能的影響，這幾幅圖大家可以看一下，這是對吸聲性能的影響曲線，通過分析我們可以看出，當(dāng)長度為3-4毫米竹葉秸稈添加量為6%的時候，在全頻段范圍內(nèi)有最佳的吸聲性能，吸聲系數(shù)是0.652。這是對隔聲性能的影響，曲線上下波動比較大這個添加量對隔聲性能影響非常大。我們可以得出結(jié)論，長度為2-3毫米竹葉添加量為8%的時候，聚氨酯復(fù)合泡沫在全頻段內(nèi)隔聲量最大，達(dá)到18.9分貝的平均隔聲量。
這是麥稈，我們國家也非常多，以前我記得我小時候在家基本上都是可以去割麥子，現(xiàn)在基本上都是聯(lián)合收割，你想弄到麥稈也不是那么容易的，通常收割完就成肥料了。這是它的一個孔徑的分布，A是麥稈含量為1%，B麥稈含量是1.5%，C是2%，D是2.5%。隨著麥稈含量的增加，孔徑分布越來越分散，孔徑大小不均勻度隨之增加，平均孔徑呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢。這是麥稈對吸聲性能的影響，第二個圖是流阻率的變化，整體呈增大的趨勢，這是吸聲系數(shù)，最后是隔聲量，我們看在高頻的時候，影響非常大，對于吸聲系數(shù)麥稈含量在1.5-2%的時候，吸聲性能有明顯的提高。這是竹葉麥稈聚氨酯復(fù)合泡沫吸聲性能的對比，通過這兩幅圖對比我們可以看出，添加了纖維之后，吸隔聲性能明顯提高，麥稈對聚氨酯泡沫吸聲性能提升最為明顯，并且在2%含量的時候，聚氨酯復(fù)合泡沫擁有最佳的吸聲性能。
我們在做多孔材料的時候，由于我們要用到它的參數(shù)，比如孔隙率、流阻率，這都是一些小的測量儀器，但是國內(nèi)沒有賣的，國外有，但是非常的昂貴，非常小這個東西，大家可以看一下這是我們自己設(shè)計的測量孔隙率的一個小儀器。以后我們把它完善之后，看能不能把儀器在行業(yè)里面推廣一下，下面這個圖是我們設(shè)計的軟件的界面，當(dāng)然我們還有一些需要完善的地方。
還有一個是流阻率，流阻和什么有關(guān)系？
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