微穿孔板结构吸声性能的提升

摘要

微穿孔板吸声结构由微孔和空腔两个基本声学单元组成，微穿孔板利用微穿孔自身的声阻来控制结构的相对声阻，通过腔的共振吸收声能量，从而可以取消穿孔板后的吸声材料，大大简化吸声结构，避免了对环境的二次污染，适用于环境卫生要求严、高声强等特殊场合。本文以微穿孔板吸声结构为研究对象，对如何提升微穿孔板结构的吸声性能进行了研究。
　　在中高频段，利用三角孔微穿孔板提升结构的吸声性能。三角孔微穿孔板是一种新出现的微穿孔板结构，采用实验研究的方法分析其声学特性，研究其吸声机理。通过实验测定三角孔微穿孔板的声阻抗，并与具有相同穿孔率的圆孔微穿孔板进行对比分析。进一步利用测定的声阻抗计算双层三角孔微穿孔板的吸声系数，并与直接由实验测定的吸声系数及双层圆孔微穿孔板结构的吸声系数进行对比分析，分析其吸声性能的提升机理。
　　在低频段，耦合机械阻抗单元提升微穿孔板结构的吸声性能。在微穿孔板结构的板后空腔引入机械阻抗，形成一种新的组合吸声结构。机械阻抗单元的共振频率设计在低频，当其发生共振时会在低频形成一个吸声峰，吸收低频声能量。分析组合吸声结构各个单元的声学特性，运用阻抗转移法计算组合结构的吸声系数。采用半功率带宽法测量和计算机械阻抗单元的阻尼系数和弹性系数。通过驻波管实验测量组合结构的吸声系数，验证组合结构吸声系数计算公式的正确性。
　　进一步在机械阻抗板上复合赫姆霍兹共鸣器，弥补微穿孔板共振和机械阻抗共振之间的吸声反共振峰。推导组合结构吸声系数的计算公式，进行相应实验，验证计算公式的正确性。分析赫姆霍兹共鸣器参数对低频吸声性能的影响，根据理论分析，选择合适参数，与机械阻抗板及微穿孔板进行组合，计算组合结构的吸声系数，并进行相应实验，验证理论分析的正确性。
　　组合吸声结构包括微穿孔板、机械阻抗及赫姆霍兹共鸣器三个基本声学单元，其吸声机理是将三个声学基本单元的共振吸声作用进行耦合，达到提升低频吸声性能，同时保持较好的中高频吸声效果的目的。
　　三角孔微穿孔板加工工艺简单，只需要单层微穿孔板就能获得较好的中高频吸声效果，复合共鸣器的机械阻抗板只需要很小的空间距离就能有效吸收低频声能量，选择三角孔微穿孔板和复合共鸣器的机械阻抗板来提高微穿孔板结构的吸声性能，在技术上有进步意义，更具有实际应用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 吸声

1．3 微穿孔板结构

1．3．1 发展历史

1．3．2 结构改进

1．3．3 工程应用

1．4 课题的提出、意义和内容

1．4．1 课题的提出

1．4．2 课题研究意义

1．4．3 课题研究内容

第二章 微穿孔板吸声结构

2．1 微穿孔的声阻抗

2．2 微穿孔的末端修正

2．3 空腔的声阻抗

2．4 本章小结

第三章 三角孔微穿孔板提升中高频吸声性能

3．1 三角孔微穿孔板结构

3．2 声阻抗率测定

3．2．1 实验原理

3．2．2 实验设备

3．2．3 实验过程

3．2．4 声阻抗率计算

3．3 吸声系数

3．3．1 吸声系数计算

3．3．2 吸声系数测量

3．4 本章小结

第四章 机械阻抗提升低频吸声性能

4．1 机械阻抗单元

4．1．1 共振吸声结构

4．1．2 机械阻抗的声阻抗

4．1．3 阻尼系数和弹性系数测量

4．2 组合结构吸声特性

4．2．1 阻抗转移法

4．2．2 组合结构吸声系数计算

4．2．3 组合结构吸声系数测量

4．2．4 结果分析

4．3 本章小结

第五章 复合共鸣器提升低频吸声性能

5．1 赫姆霍兹共鸣器

5．1．1 吸声机理

5．1．2 赫姆霍兹共鸣器声阻抗

5．1．3 单个赫姆霍兹共鸣器吸声效果

5．2 组合结构

5．2．1 组合结构吸声系数计算

5．2．1 吸声系数测量及结果分析

5．3 组合结构吸声性能优化

5．3．1 赫姆霍兹共鸣器吸声优化

5．3．2 组合结构吸声优化

5．4 本章小结

第六章 工作总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间所发表的学术论文