专业隔声设计机构

阻尼的频率变化特性
高分子的运动除了与温度有关外，还与外界条件有关。其中频率的影响和温度影响正好相反。在某一温度下，随着频率由低到高，聚合物经历黏流态、橡胶态和玻璃态。同样存在着类似于玻璃化转变和黏流转变的区域，但频率对分子运动的影响与上图给出的温度影响正好相反。当频率较低时，材料完成一个周期的振动时间较长，**过了大分子的松弛时间，链段运动时间比较充裕，能够跟上振动力的变换。因此在所有时间内，链段运动能够与振动力变化保持一致，处于平衡状态。同时分子链之间的局部相互作用（内摩擦）阻止了链段的远程运动，使整条分子链并未出现相对滑动。由于大分子运动与外力变化同步，因此模量变化不大，滞后较小，内耗也较小，材料呈橡胶弹性，处于这一频率范围的力学状态称为橡胶态。随着频率的增加，聚合物的刚性逐渐增大，当频率足够高时，聚合物完成一个周期的振动时间很短，小于大分子的松弛时间。由于时间不充裕，大分子链来不及做构象的调整而振动力的作用已经过去，在所有时间内，分子的运动都无法保持与应力的变化方向保持一致。这时的链段运动已经很小，应变振幅也很小，材料形变很小，表现出很高的刚性，这与温度低时的玻璃态是相似的。从高弹态向玻璃态转变时出现转变区，此时振动频率与大分子的松弛时间接近，出现了大分子的链段运动，应变振幅较大，大分子链段运动跟不上外力的变化，滞后较大，因此材料呈现粘弹性，模量大幅上升，表现出了的变化速率，而损耗因子则随着频率升高而出现一个值。温度和频率可单独影响力学松弛现象，也可以同时影响力学松弛现象。同一个力学松弛现象既可以在较高温度下，在较高频率下观察到；也可以在较低温度下较低频率内观察。只有当温度和振动频率都处于粘弹性阻尼材料的玻璃化转变区时，材料才有可能具有的损耗因子，耗散更多的机械能。一般而言，温度对损耗因子的影响是位的，频率是*二位的。同时如果恒频率下损耗模量的温度跨度大；那么它在恒温度下频率跨度也大。
如前所述，同一高聚物的各力学状态可以在恒定频率下不同温度范围内表现出来，也可以在恒定温度下不同频率范围内表现出来。这种温度与频率的等效关系也可以从不同频率下测得的动态力学温度谱（DMTA Dynamic Mechanical Thermal Analysis）和不同温度下测得的DMTA 频率谱中体现出来。

吸声是指声波在介质中传播时，声能量产生的衰减现象。声波在空气传播时，由于空气中质点振动所产生的摩擦作用，使声能量转化为热能而损耗，引起声波随传播距离的增加而逐渐衰减的现象称为空气吸声。当声波入射到材料表面时，有一部分声能量被材料吸收，从而引起声能量的降低，称为材料吸声。实际具体的材料或结构，其阻抗一般都不会为无穷大，因此它们对入射的声波都有一定程度的吸收，因此我们把具有较好吸声效果的材料或结构称为吸声材料。一般而言，将吸声系数α>0.2 的材料称为吸声材料，而将α>0.8的材料称为强吸声材料。吸声材料主要包括多孔性吸声材料和共振型吸声结构。

由于多孔材料在高频具有较好的吸声性能，而穿孔共振吸声结构可通过设计使其在中低频具有良好的吸声性能。因此在实际应用中，在总厚度一定的实际限制下，实现低频吸声往往是较为困难的。这主要是通过对共振吸声结构和多孔吸声材料复合，获得较好的低频吸声性能和较宽频带的吸声特性。
公司具备系统的复合吸声结构设计能力，可定量设计复合吸声结构以满足在薄的厚度内，实现所需的低频吸声。典型的某复合结构吸声性能如下图所示，其中曲线1为某30mm厚的多孔吸声性能，曲线2和3为设计的复合吸声结构的吸声性能。因此该复合吸声材料在30mm左右时，400Hz及以上吸声系数大于0.5。

在工程中，常见一些动力机械的外罩、管道、船体、车体等，它们大多是金属薄板制成的，这些薄板受到激振后，能辐射出强烈的噪声。这类由金属薄板结构振动引起的噪声称为结构噪声。控制结构噪声一般有三种方法：种是减小激励力；其次是通过修改结构的参数，以错开结构固有频率和激励力频率；*三则是增加系统的阻尼，以抑制结构振动减小噪声，这种措施称为阻尼减振。相比较而言，在大多数工程实际中，阻尼减振技术是上述三种方案中经济、简单以及有效的办法。
　　粘弹性阻尼材料的主要成分是高分子化合物，通常也被称之为高聚物或聚合物，由于它同时具有黏性液体和弹性固体的特征，故又称之为粘弹性材料。凡是以聚合物作为基体材料的阻尼材料，习惯上称之为粘弹性阻尼材料。粘弹性阻尼材料是能量蓄积能力（弹性部分）和能量损耗能力（黏性部分）以不同比例结合的材料。在经受交变应力的作用时，作用到弹性成分的机械能像位能那样存储起来，然后再返回外界，材料表现为弹性。而作用到黏性成分的另一部分能量则不返回外界，由于材料的内耗，转化为热能而被耗散掉，振动的幅值随时间*衰减，从而起到减振作用，辐射的噪声也因此而降低。
　　粘弹性阻尼材料的阻尼能力用它的动态力学性能表征，有:
M*=M+jM' β=M'/M (1)
式中：M*为复数模量，如杨氏模量、弯曲模量等；M为复数模量实部，称为储能模量；M'为复数模量虚部，称为耗能模量；β(tanδ)为损耗因子；δ为相位角，也称损耗角。

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