吸聲材料
關注創建者：山海不可平 創建時間：2018-11-08
吸聲材料的視頻教程
Actran聲學仿真入門教程
Actran可以處理的問題包括：聲的輻射、散射問題，聲波通過簡單或復合結構的聲透射問題，封閉空腔中的聲場問題，在管道中的聲傳播問題，吸聲材料、多孔材料及高阻尼材料對能量的耗散問題，氣動噪聲問題，對流中的聲傳播問題，高馬赫流場中的聲傳播問題等。 聲學仿真入門教程，主要包括聲學、振動聲學、氣動聲學
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吸聲材料的實例教程
案例4：多孔吸聲材料的吸聲效果比較一個長方體盒子，內部是空氣，在盒子側面給定單位激振力，空氣中某點的聲壓作為響應。
多孔材料參數設置：
多孔材料屬性設置：
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果
有多孔吸聲材料的計算結果（1mm）
有多孔吸聲材料的計算結果（2mm）
有多孔吸聲材料的計算結果（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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展開 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，有經驗的聲學工程師通過向多孔材料吹氣就能像中醫“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]經驗模型都是用流阻來描述多孔吸聲材料特性的。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性能的勇氣和自信。所以，我們把流阻專門拿出來，細細地跟大家吹一吹，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？
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流阻的定義
流阻定義為，當穩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 一、吸聲原理、吸聲材料及吸聲測試方法
聲波在媒介中傳播或者入射到另一個媒介的過程中，聲能減少的過程就是吸聲。吸聲的原理是聲能轉換為熱能，比如吸音棉的吸音原理是由于聲音在吸音棉的中空纖維結構中不斷消耗轉換為熱能導致。
圖1 入射聲波、吸收聲波和反射聲波
通常將吸聲系數大于0.2的材料稱為吸聲材料。吸聲材料安裝在車外，可以減小外界噪聲源；安裝在車內，可以減小傳遞到車內的噪聲并提升聲品質。材料的吸聲能力采用吸聲系數來衡量。吸聲系數的大小除了與吸聲材料本身有關外，還與入射聲波的角度等參數有關。而根據聲波入射角度的不同，分為駐波管測試以及大混響室測試。
駐波管：
顧名思義為聲波垂直入射至樣品表面，由于聲波頻率的不同所以波長也是不同的，因此駐波管才會有大小管徑的區別，并有相應的ISO標準約束。通用的如B&K 4026型號的大管直徑100mm可下潛到100Hz左右，測試低頻長波聲音，配合一個小管直徑29mm可測試高頻截至6300Hz左右的聲音。其優點是價格便宜，樣品要求面積小，測試方便；缺點是對于樣品邊緣的精度要求較高，誤差較大。
展開 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，不同的類型計算結果有些差別。
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這個PDF是LMS官方文檔，講述了多孔性吸聲材料的聲學仿真的一些理論基礎，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。現在多孔性吸聲材料在汽車NVH、船舶、航空等行業應用相當廣泛，希望此PDF對大家有幫助！
TRIM multilayer sound material.pdf
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軟件內置涵蓋多孔吸聲材料、纖維復合材料、彈性體等 120 + 類材料的聲學特性數據庫，支持自定義材料參數擬合，結合 1D/2D/3D 多維度單元庫（含無限元、邊界元、周期性結構單元），可高效處理復雜邊界條件（如非均勻聲場、運動邊界、聲阻抗邊界），計算精度滿足 ISO 3744/3745 等國際聲學測試標準要求。
在 200 - 3000Hz 頻段，乘員艙空調噪聲是直達噪聲和衍射噪聲的混合，需考慮內飾吸聲材料的影響。
本期的空調管路流動噪聲LBM仿真分享就到這里啦，下一期我們將分享更多實用功能，敬請期待。
傳統的吸聲材料，如多孔材料，已被證明對高頻吸聲（>1000Hz）有效，但如果厚度有限，在低頻時會有缺點。近年來，聲學超材料的概念為低頻吸聲器的設計提供了新的思路。許多亞波長吸聲材料或設備是基于諧振結構開發的，如裝飾膜諧振器、亥姆霍茲諧振器。帶有背腔的傳統微孔板也是低頻吸聲器的良好候選者。
準確、快速的預測風噪，并在設計階段研究各種對策（包括幾何形狀優化、通道形狀優化、添加吸聲材料）的影響十分必要。
結 構傳播噪聲是路面激勵與輪胎結構特性引起的振動經 過懸架系統的傳遞 ，最終作用于車身及空腔產生的噪 聲 ；空氣傳播噪聲主要是輪胎 的空腔噪聲及花紋噪聲 經過空氣傳播及車身隔吸聲材料的衰減 ，最終傳遞到 人耳處的噪聲。路噪發生機理 ，如圖 1所示。
一項研究表明，在BEV的底盤結構中，在地板板塊和電池之間引入吸聲材料可以減少車廂內部的噪聲，對聲學輸入和結構激勵起到一定的降噪效果。在未來的研究中，應對減少底盤風噪聲的對策進行研究，并驗證其有效性。
研究背景：
從聲學超材料出現到薄膜型和薄板型聲學超材料局域共振隔聲機理的廣泛研究，其負等效質量和負等效密度特性打破了傳統吸隔聲材料質量定律的限制，為低頻吸隔聲提供了新途徑。由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關。對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。
來源 |
Composites Part B
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背景介紹
現代社會對建筑保溫、儲能、吸聲材料的需求量每年呈指數級增長。有機保溫材料因其重量輕、導熱系數低、易成型等優點，被廣泛應用于保溫、儲能等領域。
在聲學計算時，可以考慮材料吸聲屬性等。
（6）提取噪聲標準數據或試驗結果數據，將噪聲標準限值數據或試驗結果與仿真數據進行歸一處理，兩者進行對比與分析。
（7）對結果進行分析并優化。
聲學內飾，如吸隔聲材料，以及阻尼材料，在車輛減振降噪方面發揮重要作用。設計人員針對聲源與振源的類型，傳遞路徑的特點以及作用的主要頻率，設計并優化聲學內飾，以盡可能起到降噪和/或減重、降本的效果。
目前世界前20大汽車集團中有19家已經是海克斯康Actran噪聲軟件的用戶。
