复合吸声设计

单层墙隔声量受质量定理限制，如使用相同的材料，墙的厚度增加一倍，隔声量只增加6dB，厚度再增加一倍，隔声量也还只增加6dB。显然越是到后来，为了得到6dB 的隔声量付出的代价就越大，自然也越不经济，所以如何能用较少的材料获得足够的隔声能力，这就成为大家所关心的问题。目前常用的双层墙就是一个比较行之有效的方法。
　　对于如左图所示的一个双层复合隔声板。即假定在左图所示的模型中，一平面波pi 在流体媒质（空气或液体）1 中以θ角入射到厚度为l1 的固体媒质2中，再通过厚度为D 的媒质3，（其中媒质3 可以是空气，也可以是多孔吸声材料）到厚度为l2 的固体媒质4 中，后形成透射波pt。
　则可由上述材料参数，计算该复合结构的隔声性能如下图所示。可以看到，当这两块板中加入合适的吸声材料后，可大幅提高构件的隔声性能。

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。

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。

对于阻性消声器的设计主要包括消声器本身的结构形式和尺寸以及吸声材料的设计。
消声器的结构形式一般而言需要在消声器压力损失和利于消声通道上进行折中考虑。同时消声器吸声材料的吸声性能越好，消声器的消声性能也就越好。对于消声器中声学材料应满足以下要求：
1. 吸声材料本身应该是环保材料，尽量避免使用玻璃纤维、岩棉等吸声材料，以防止这些材料在消声器使用中，受到气流长时间的作用，而扩散到户外或室内，从而引起环境污染或对人员健康产生影响。
2. 水汽对吸声材料不会产生不可逆的物理或化学改变。即吸声材料遇到水汽后，当水汽干燥后，吸声材料能够恢复原来的物理和化学特性。
3. 吸声材料尽量在较薄的尺寸，具有良好的宽频吸声性能。如果吸声材料较厚，则将会大大增加消声器的结构尺寸，这在实际应用中是受到限制的。但是通常而言，吸声材料越薄，其中低频吸声性能越差，往往不能达到满意的消声效果。因此实际上，消声器主要的声学需求还是如何设计相应的吸声材料，以满足其消声要求。

http://tyacoustic.b2b168.com