消声器设计 减振降噪

消声器是一种既能允许气流畅通，又能有效衰减声音的装置。在管道中装置各种类型消声器是降低沿管道传播的噪声的有效措施。消声器的种类很多，根据消声原理的不同，大致可分为三大类型：阻性消声、抗性消声器和排空消声器。
阻性消声器的消声原理是利用装置在管道内的吸声材料或吸声结构的吸声作用，使沿管道传播的噪声不断地被吸收，从而达到消声的目的。在声电类比中，吸声材料或吸声结构的作用相当于交流电路中的电阻。这种消声器的特点是能在较宽的中高频范围内消声。抗性消声器是利用管道中声学性能突变处的声反射作用，例如管道截面突然扩张或旁接共振回路等，沿管道传播的一部分噪声在突变处向声源反射回去而不通过消声器，从而达到消声的目的。抗性消声器的主要类型包括扩张消声器和共振消声器，还包括干涉消声器等形式。总体而言，抗性消声器并不直接吸收声能，在声电类比中，它的作用相当于交流电路中的LC滤波器。抗性消声器的特点是能在低中频范围内有选择地消声。因此为了提高抗性消声器的消声性能，往往采用多多级消声器。多级消声器中，各级消声器之间的声波互互相影响，因此多级消声器的总体特性，不是将各个单节消声器的简单叠加。通常可采用四端网络传递矩阵法进行分析。
在实际消声器设计时，需要考虑声源的频谱特性和实际环境的要求，以设计合理的消声形式，并满足气流的要求。通常而言，对于宽频噪声，可以以要求的消声的频率，来设计相应的阻性消声器中的吸声材料，并该消声器的高频失效问题。同时对于阻性消声器中的吸声材料，还需要结合管道内气流特征和使用要求，以选用合理的吸声材料，如满足现场环保、阻燃和防腐蚀等实际要求。

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。

声学材料主要包括吸声材料、隔声材料和阻尼材料。在声学材料的使用中，首先需要设计声学材料的频率作用范围与噪声控制对象的噪声频率相吻合，还需要考虑降噪对象中，能够使用声学材料的重量要求、厚度要求、使用温度、湿度、环保、保温/散热、防腐蚀等各种要求。
公司具备大量的声学材料数据库和声学材料声学性能设计能力，可根据客户实际需求，为客户量身设计和研发满足声学、环保、防火以及耐候等多重要求的吸声材料、阻尼材料和隔声材料。

隔声材料如果按照使用场合分类的话，可主要分为建筑用隔声材料、隔声器件以及产品设备内的隔声等。对于空气声建筑隔声材料主要包括墙、门、窗等。这些材料由于主要用于建筑隔声用，它建成后不需要搬动，也不会对重量有较高的要求，因此这类材料一般具有较大的密度和较为经济的成本。而对于产品设备的隔声材料，如乘用车、高速列车、飞机等舱室内隔声材料，需要采用像隔声垫一样的隔声材料。这些材料一般由高分子聚合物构成，由于隔声的质量定理和这些产品的轻量化要求，因此这些隔声垫的密度需要根据实际情况设计。

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