钢板粘贴不同沥青阻尼结构透射损失研究

            播雨   博播   

1 前言

    要想计算2种以上复合材料的透射损失，必须推导出相应的透射系数才能计算。

我公司专家建立声波通过四种介质传输的论模型，经过复杂的理论推导，得出透射系数表达式，可以计算2种以上复合材料的透射系数或透射损失。

   本文介绍钢板粘贴不同沥青阻尼结构的透射损失，以供参考

2 声波通过多层介质传输的透射系数推导

  平面声波经过三种均匀和各向同性介质中沿x方向的传输，其模型如图1所示。声波在各介质中的入射波，反射波和透射波分别表示为：R₁=ρ₁c₁， R₂=ρ₂c_2， R₃=ρ₃c ₃分别表示不同介质的声阻。 在稳态情况下，根据边界处声压和质点速度的连续条件，可以列出方程组,经过复杂推导最后得出计算透射系数函数：

         at=f(R₁cona,R₂sina)                   (1)

K是波数，K=ω/c，c为声波速度，m/s。L₁、L₂分别表示介质1和介质2 的厚度。                                                              

3 透射损失计算1

 假定一列平面波由空气透过一定厚度的沥青阻尼层，再透过钢板，然后投射到空气中，计算透射系数及透射损失。

   沥青的密度取为970 kg/m³，钢的密度为7800 kg/m³，空气密度取为1.21kg/m³，沥青厚度取4 mm，3 mm，钢板厚度取1.0mm，1.5 mm。代入有关公式，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2所示。由图2可以看到，在低频时玻璃丝棉厚度的影响不大，主要影响在高频。当频率超过1000Hz时，出现低谷现象，透射损失下降，这主要是出现通过频率，既cos或sin项为0，使透射损失下降。 或一种共振现象。         

  沥青混合料常温下是一种粘弹体,其模量值是时间与温度的函数，因此，要精确确定其模量值是困难的,根据杨国良等的研究，取杨氏模量为3000 Мpa=3Gpa，

   声波速度采用公式（1）计算     

  式中 ，y-材料杨氏模量，μ-材料泊桑比。   

4 透射损失频谱计算2

 假定一列平面波由空气透过一定厚度的橡胶板，再透过钢板，然后投射到空气中，计算透射系数及透射损失。

   橡胶板的密度为 950 kg/m³，钢的密度为7800 kg/m³，空气密度取为1.21kg/m³，橡胶板厚度取4 mm，2 mm，钢板厚度取1.5 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2所示。

由图2可以看到，随着中心频率增加，透射损失提高6 dB/每倍频程。随着橡胶板厚度增加，透射损失也相应增大3 dB。

 5 实测值比较

   实测值查阅《常用墙板隔声量图表》，建筑声学设计手册，1987年版。绘图得出图3所示曲线，由图可以看出，实测值与计算值有一定差距。在低频计算值低于实测值，在高频计算值高于实测值。1mm钢板贴3mm石棉漆，面密度9.6 kg/m²，透射损失实测值频谱；1mm钢板贴面密度（4mm）3.9 kg/m²沥青阻尼的透射损失实测值频谱；钢板2mm贴4mm沥青，面密度4.3 kg/m²，总面密度为19.9 kg/m²的透射损失实测值频谱，如图3所示。

   由图3可知，在低频实测值均大于理论值，而在中高频以后均低于理论值。

5  结论

   通过对声波传输模型的理论推导，得出计算声波在三种介质中传输的透射系数公式，可知透射系数与介质的特性阻抗，频率和材料厚度等因素有关；透射系数为三角函数关系，存在通过频率使透射系数增大（透射损失下降）；在实际工程应用中应调节各参数，避开通过频率增加透射损失。公司播雨教授再百度文库，豆丁文库和360图书馆，公司网站发布了200篇技术文章可以参考