一种新型降噪材料的研制

    噪声污染是环境污染的一种，已经成为对人类的一大危害。噪声污染与水污染、大气污染、固体废弃物污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。噪声对人体主要产生两类不良的影响:一是对听觉器官的伤害;二是对神经系统、心血管系统和内分泌系统的损害。噪声污染的防治与控制己成为目前全球关注的急待解决的一个重大课题。为了有效地防治噪声和控制噪声，应考虑到由声源、传播途径及接受者三个环节组成的声学系统。由于第一和第三个环节属于客观存在，故人们主要着重于噪声的传播途径及其防治与控制方面的研究。多年来，人们在吸、隔声材料及其相关结构等方面进行了大量的实验研究[1}3]0

    隔声的结构主要有单层结构和由单层结构组成的双层结构等。(1)单质均匀结构。单质均匀结构的隔声量与频率的关系由几个区控制。在低于结构共振频率的范围内，其隔声量主要由板的劲度所控制，单层结构的刚性越大，隔声量也越高。随着隔声频率的增高，隔声曲线进入由板的共振频率所控制的频段，这时板的阻尼起作用。共振频率与板的大小和厚度有关，也与板材料的面密度、弹性模量和泊松比有关。共振区以上的一段频率范围是质量控制区，这时板的隔声能力主要取决于板的面密度，面密度越大，其惯性阻力越大，因此越不易振动，隔声效果也越好，同时频率越高隔声效果越好。频率高到一定值后，将出现质量效应和弯曲劲度效应相抵消的情况，结构使阻抗极小，隔声又出现低谷，即吻合效应。吻合效应的发生是由于入射波激起构件作弯曲振动，弯曲振动以弯曲波的形式在构件中传播，此时弯曲波的波长正好等于空气中声波在构件中的投影值，此时构件的弯曲振动达到极大值，从而使隔声量大大降低。(2)双层结构。将两个单层结构分开，中间留有空气层或填充松散材料就组成了双层结构。双层结构的隔声量要比同质量的单层结构的隔声量大6 ^- } OdB，若隔声量相同，则双层结构的质量要比单层结构少50%^-70% o‘入射声波激起第一层构件振动后，就向中间层辐射声波，由于中间层的弹性作用和附加吸声作用，声波就会产生较大的衰减，然后再传递到第二层构件，第二层构件又向外界空气辐射声波，界面媒质声阻抗率的不连续性，使声波除了每层构件本身的因素外，还附加了较大的衰减。因此，双层结构的隔声性能就有了很大的改善。当入射波的频率与构件的频率一致时，构件的隔声量将比面密度相同的单层构件的隔声量还要低得多。在入射波频率低于fo的范围内，双层结构就像一个整体那样振动，其隔声量与同样重量的单层结构相同。当频率大于}.fc〕时，隔声量开始越过质量.定律，频率越高，双层结构的隔声效果比单层结构就越显著。在高频范围内，空气层中的驻波可形成高阶共振，若在双层结构中填充多孔材料将有效消除这种驻波共振，减少构件在高频区的损失。双层结构也存在吻合效应的影响，一般可采用两种临界频率不同的单层构件，并在空腔中填充多孔材料，以此来减弱吻合效应的影响。