《闭孔泡沫铝吸声降噪性能及其应用》共分6章,包括:绪论,闭孔泡沫铝材料的吸声性能及吸声机理,组合材料的吸声性能及吸声机理,高速公路泡沫铝声屏障吸声结构研究,泡沫铝汽车排气消声器吸声结构研究,结论。
《闭孔泡沫铝吸声降噪性能及其应用》可供从事环境保护噪声控制、多孔材料制备及性能研究的工程技术人员和研究人员阅读,也可供大专院校有关师生参考。
闭孔泡沫铝是一种金属基体(母体)内随机分布着孔洞(第二相)的新型材料,具有连续相铝的金属特点和分散相气孔的特性,不仅保留了金属的导电及延展等特性,而且质轻,具有吸声、隔声、吸能减振、电磁屏蔽、低热导率等多孔材料的特性,表现出集结构与功能特性于一身的特征,已经成为当今世界材料科学领域的重要研究、开发课题之一。
噪声作为当代三大环境污染之一,给人们的正常生活和工作,以及工农业生产都带来极大的危害,已经成为亟待解决的环境问题。使用吸声材料降低噪声是目前切实可行也行之有效的降噪方法,闭孔泡沫铝作为一种金属基多孔材料,具有耐高温、耐腐蚀、防潮、阻燃、洁净、美观、使用寿命长等特点,且由于生产、使用和报废回收过程无二次污染,被誉为“绿色环保材料”。作为具有多种优良性能的特殊金属材料,从最初发明到今天工艺不断成熟、完善,现在已经可以生产出大尺寸的样件,并开始工业化生产,具有了可以广泛应用的先决条件。将闭孔泡沫铝应用于吸声降噪领域具有良好的发展前景。
本书主要通过对吸声系数的测定来分析各因素对闭孔泡沫铝降噪性能的影响。在吸声系数影响因素的实验中,首先分析了不同厚度、孔隙率、孔径的泡沫铝试样的吸声系数测试结果,总结这几种因素对吸声效果的影响规律。进一步对闭孔泡沫铝试样进行打孔处理,打孔后使用驻波管法测试不同打孔率、打孔后不同背后空腔深度、不同孔排列方式、不同打孔孔径的闭孔泡沫铝试样的吸声系数曲线。将打孔后的不同闭孔泡沫铝试样进行组合:与不同厚度玻璃棉进行组合,与打孔铝板组合,在试样表面覆盖纤维吸声布,对几种组合结构分别测量其吸声系数曲线。对测试的结果,从吸声系数峰值、半峰宽、降噪系数、吸收峰中心频率四个角度讨论吸声系数的变化规律及吸声能力的特点。
结合闭孔泡沫铝不同材料或结构因素下的吸声规律及吸声机理,将闭孔泡沫铝应用于声屏障、汽车排气消声器,使用噪声综合测量仪的1/3倍频程频谱分析模块测量高速公路噪声,测量客车的汽车排气噪声。根据闭孔泡沫铝吸声系数的测试结果,结合高速公路噪声l/3倍频程频谱分析特点,设计合适结构的闭孔泡沫铝声屏障;根据闭孔泡沫铝吸声系数的测试结果,结合汽车排气消声器的频率分布特点,设计合适结构的闭孔泡沫铝消声器。在安装声屏障及消声器后,进行实地测量,根据测量结果,评价该闭孔泡沫铝吸声结构的降噪效果。
本书可供从事环境保护噪声控制研究,从事多孔材料制备及性能研究的科技工作者、高校学生、企业技术人员参考阅读。
1 绪论
1.1 引言
1.2 泡沫铝材料的制备方法
1.2.1 开孔泡沫铝制备工艺
1.2.1.1 渗流铸造法
1.2.1.2 熔模铸造法
1.2.1.3 电沉积法
1.2.1.4 气相蒸发沉积法
1.2.2 闭孔泡沫铝制备方法
1.2.2.1 粉末冶金法
1.2.2.2 粉浆成型法
1.2.2.3 熔融金属法
1.2.3 闭孔泡沫铝工业化试验
1.3 泡沫铝材料的表征
1.3.1 气孔率
1.3.2 孔径
1.3.3 孔形状
1.3.4 孔的分布
1.3.5 结构和缺陷
1.4 闭孔泡沫铝材料的主要性能
1.4.1 能量吸收性能
1.4.2 声学性能
1.4.3 热学性能
1.4.4 电磁屏蔽性能
1.5 闭孔泡沫铝吸声性能研究现状
1.6 噪声污染现状
1.7 现有降噪材料及降噪效果
1.8 闭孔泡沫铝应用于吸声降噪领域的优势
1.8.1 闭孔泡沫铝吸声性能
1.8.2 闭孔泡沫铝声屏障
1.8.3 闭孔泡沫铝汽车排气消声器
2 闭孔泡沫铝材料的吸声性能及吸声机理
2.1 引言
2.2 测试样品制备
2.2.1 闭孔泡沫铝测试样件的选取
2.2.2 测试样件加工方法
2.2.2.1 打孔板制备
2.2.2.2 添加其他材料或结构
2.2.3 材料表面处理
2.3 吸声系数测量方法
2.3.1 吸声系数表征
2.3.1.1 吸声系数定义
2.3.1.2 测试方法分类
2.3.2 测试仪器
2.3.2.1 驻波管法测量规范
2.3.2.2 仪器组成
2.3.2.3 仪器测试原理
2.3.2.4 测试操作方法
2.4 分析方法
2.5 普通闭孔泡沫铝板吸声性能
2.5.1 普通泡沫铝板吸声系数测试结果
2.5.2 不同气孔率泡沫铝板吸声系数
2.5.3 不同厚度泡沫铝板吸声系数
2.5.4 不同孔径泡沫铝板吸声系数
2.6 材料的吸声机理
2.6.1 多孔性吸声材料的吸声机理
2.6.2 共振吸声材料(结构)的吸声机理
2.6.3 普通闭孔泡沫铝板吸声机理
2.6.3.1 表面漫反射作用
2.6.3.2 微孔和裂缝作用
2.6.3.3 气孔率对吸声的影响
2.7 打孔闭孔泡沫铝板吸声性能
2.7.1 打孔前后吸声性能对比
2.7.2 孔排列方式对吸声性能的影响
2.7.3 打孔率对吸声性能的影响
2.7.4 打孔孔径对吸声性能的影响
2.7.5 打孔泡沫铝吸声机理
2.8 打孔闭孔泡沫铝板后置空腔对吸声性能的影响
2.8.1 空腔厚度对吸声系数的影响
2.8.2 打孔闭孔泡沫铝板后置空腔吸声机理
3 组合材料的吸声性能及吸声机理
3.1 组合吸声结构的吸声性能
3.1.1 单层闭孔泡沫铝吸声结构
3.1.2 双层闭孔泡沫铝板复合结构
3.1.3 闭孔泡沫铝板与打孔铝板复合结构
3.1.4 闭孔泡沫铝板与玻璃棉复合结构
3.1.5 组合结构吸声机理
3.2 闭孔泡沫铝吸声板表而覆盖软质吸声布吸声性能
3.2.1 覆盖软质吸声布前、后吸声系数对比
3.2.2 吸声机理分析
4 高速公路泡沫铝声屏障吸声结构
4.1 引言
4.2 噪声测试方法
4.2.1 声级计及其分类
4.2.2 噪声测量所选仪器
4.2.3 测试原理
4.2.4 测试方法
4.3 高速公路泡沫铝声屏障
4.3.1 声屏障的声学设计
4.3.1.1 声屏障降噪设计目标的确定
4.3.1.2 声屏障位置设定
4.3.1.3 声屏障高度的计算
4.3.1.4 声屏障长度的确定
4.3.1.5 声屏障形式的选择和吸声结构的设计
4.3.2 声屏障的强度设计
4.3.3 声屏障的景观设计
4.4 降噪效果测试
4.4.1 测试内容
4.4.2 测试方法
4.4.3 测试结果
4.4.3.1 各测点声压级测量结果及插入损失
4.4.3.2 声屏障实际降噪结果比较
5 泡沫铝汽车排气消声器吸声结构研究
5.1 引言
5.2 普通消声器类型及消声效果
5.2.1 阻性消声器
5.2.2 抗性消声器
5.2.3 复合式消声器
5.3 汽车排气噪声频率与强度
5.3.1 测试仪器与方法
5.3.2 测试结果分析
5.4 泡沫铝汽车排气消声器
5.4.1 泡沫铝消声器结构形式
5.4.1.1 客车消声器结构
5.4.1.2 闭孔泡沫铝汽车排气消声器特点
5.4.2 不同结构泡沫铝消声器降噪效果对比
5.4.2.1 消声器声学性能评价
5.4.2.2 降噪效果测试及分析
6 结论
参考文献
附录
附录1 专利加空腔的多层开孔泡沫铝板吸声结构
附录2 声屏障声学设计和测量规范
附录3 国家环境噪声
附录4 声环境质量标准