1,前言
噪声治理工程中常常接触一些声学现象:如果在声波传输的空间既声场中,设立一个测试点或计算点,就会得到反射、透射和折射,绕射衰减,统称传输衰减。
噪声治理,噪声控制工程中有时采用胶合板做隔声板实现隔音降噪,就得了解它的隔声特性或透射损失频谱。本文的研究提供噪声治理工程中胶合板做隔声板材的透射损失频谱。
2,声波透过胶合板做隔声板传输的理论模型
这简化为声波通过单层隔板传输的模型,如图1所示。这里假定声波是通过均匀且各向同性的介质。我们推导声波投射系数。
如图1中,Ai为入射声波,Ar为反射声波,在介质2(0L)中 有投射声波Bt和反射声波Br,在介质3中有投射声波At。当介质3与介质1相同时,略去繁琐的推导过程,最后得到的结果投声系数αt为
αt=4/[4cos2K2L+(R2/R1+R1/R2)2sin2K2L] (1)
3,声波透过单层胶合板(隔声板)的透射损失计算
根据(1)式,可以计算介质2为胶合板的隔声量(透射损失)频谱。
查阅资料 胶合板密度ρ=2500kg/m3,声波在胶合板板中的声速可以通过公式,既
C =(y/ρ)0.5[(1-μ)/(1-μ-2μ2)]0.5 (2)
式中,y-材料杨氏弹性模量,Gpa;μ-材料的泊松比。泊松比取0.35
计算得C =5521m/s,则R2==7177300瑞利。对于500Hz的声波,K2==0.5687,设板厚度L=10mm,cos2K2L=1,sin2K2L=0.0000029,空气特性阻抗R1=415瑞利,代人(2)式,得αt==0.00068,因此传声损失TL=10Log(1/αt)=27.27dB。如果板厚度L=5mm,传声损失TL)=21dB。图2为计算得出的频谱。图2
由图2可以看出,,随着频率增大,透射损失升高6 dB每倍频程,板厚度增加,透射损失也增大6 dB每倍频程。
4,单层胶合板的透射损失实测值
实测值,由查阅马大猷《噪声与振动控制工程手册》,机械关于出版社,2002年版。得出透射损失频谱,如图3.可知实测值在低频高于计算值,在500Hz左右有交叉,在高频实测值又低于计算值。
5 胶合板复合材料板材透射损失计算
假定一列平面波由空气透过一定厚度的玻璃棉,再透过胶合板板材,然后投射到空气中,计算透射系数及透射损失。
玻璃丝棉的密度为40 kg/m3,胶合板的密度为1300 kg/m3,空气密度取为1.21kg/m3,玻璃丝棉厚度取50 mm,80 mm,胶合板厚度取5 mm。代入(1)式,计算透射系数,然后通过TL=10 log(1/τ)计算透射损失,计算结果,如图4所示。
实测值查阅“常用墙板隔声量图表”(1987年版《建筑声学设计手册》)
由图4可以看到,在低频透射损失无差别,提高6 dB/倍频程,而到了中高频,透射损失差距加大,实测值大于理论计算值。
6结束语
在噪声治理与噪声控制的实际工程中,必要的声学计算还是要做的。声波通过隔声板材的传输是噪声治理,噪声控制工程中经常遇到的情况,所发生的透射衰减,也称传声损失或透射损失。本文计算的胶合板板材透射损失频谱,可供噪声控制工作者参考。
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