隔音设计部门 减振降噪

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，振动的幅值随时间迅速衰减，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。

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，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。

除了多孔吸声材料外，另一类在工程中广泛使用的是共振吸声结构。结构都具有各自的共振频率，共振吸声结构的吸声机理是当声波频率与共振吸声结构的固有频率相同时，发生共振。这时声波激发结构产生振动，并使振幅达到，因此从能量守恒的角度，就会使反射声能量的就会小，从而达到吸声的目的。共振吸声结构的吸声特性呈现峰值吸声的现象，即吸声系数在某一频率达到，离开这个频率附近的吸声系数逐渐降低，远离该频率的吸声系数则很小。
共振吸声结构主要有薄膜共振吸声结构和微穿孔共振吸声结构。目前我们常用的主要是微穿孔共振吸声结构，一般而言穿孔共振吸声结构（孔径1~2mm）可以实现较好的低频吸声，而微穿孔共振吸声结构（孔径<1mm)较穿孔共振吸声而言，具有较宽的吸声频带。下图为微穿孔吸声结构在不同空腔时的吸声性能的理论和测试比对，因此可以通过实现改变微穿孔吸声板的孔径、穿孔率、板厚以及空腔厚度获得所需的吸声结构。
 　微穿孔吸声结构在实际应用中，主要是通过设计微穿孔板的材质、孔径、穿孔率、板厚以及空腔厚度以实现所需要的吸声性能。

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是降低沿管道传播的噪声的有效措施。的种类很多，根据消声原理的不同，大致可分为类型：阻性消声、抗性和排空。
阻性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。这种的特点是能在较宽的中高频范围内消声。抗性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，从而达到消声的目的。抗性的主要类型包括扩张和共振，还包括干涉等形式。总体而言，抗性并不直接吸收声能，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。因此为了提高抗性的消声性能，往往采用多多级。多级中，各级之间的声波互互相影响，因此多级的总体特性，不是将各个单节的简单叠加。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，来设计相应的阻性中的吸声材料，并该的高频失效问题。同时对于阻性中的吸声材料，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。

南京同韵声学科技有限公司成立于2013年，主要是为各类工业设备和家用电器的噪声问题开展系统和完整的噪声控务，即针对各类产品的噪声，开展噪声测试分析，降噪方案设计，声学材料设计以及降噪方案实施和评价，系统完整的解决该产品的噪声问题。 公司目前已成立了一支由声学博士为**的技术研发队伍，已发表多篇学术论文和**申报。公司于2013年度获得南京*型科技创业计划，于2015年通过首届江苏省社会信用管理贯标验收。公司现与同济大学和*科技大学等相关院系建立了良好的合作关系。公司技术特点在于： 1)具备深厚的振动噪声理论和测试经验，可开展系统的噪声与振动控制理论和测试技术等培训。 2)具备大量的工业设备和家用电器等项目噪声控制经验。 3)具备吸声材料、隔声材料和阻尼材料的设计能力以及丰富的声学材料数据库。 4)已建成LMS 12+ 振动噪声掌上采集和分析系统、B&K PULSE 振动噪声采集和输出系统、B&K 声强探头、B&K 传声器校准系统和B&K PULSE振动噪声分析软件。