２０１年１２月噪声与振动控制第６期。
文章编号。泡沫铝复合结构传递损失分析。
韩宝坤，郑逢敏，鲍怀谦，李军。
山东科技大学，机械电子工程学院，山东青岛２６６
摘要：泡沫铝作为一种新型功能材料，具有吸声、减振的优良性能。将泡沫铝材料与基板组合成复合结构，分析该复合结构的隔声性能，与该复合结构的传递损失计算方法。
用数值计算分析不同厚度的泡沫铝对复合结构的传递损失的影响，并进行实验验证。结果表明，双层复合板传递损失的实验值与理论**吻合性较好，泡沫铝层厚度对复合结构的传递损失影响较大。
关键词：声学；泡沫铝；复合结构；传递损失中图分类号：ｔｂ
文献标识码：ａ
ｏｉ编码。泡沫金属材料是近几十年来发展的一种新型材各自的优点，弥补不足之处，把两种结构组成夹芯构料。泡沫铝不但具有多孔结构和金属性质，同时还件使用［２１将是最有利的发展方向。
泡沫铝复合结具备轻质、高比强、吸声、隔热、吸能和耐潮湿等多种构不但具有了泡沫铝的减振、阻尼、吸音、隔音、散性能。这些优良的特性使在其一般工业领域和高端。
热、吸收冲击能量等优点，而且还具有轻质量高强度。
技术领域的应用越来越广泛 。但由于泡沫铝本身的特点，有着更为广阔的应用前景，是材料科学的发强度不高，冈而在很多应用领域受到限制。传统的展方向之一。
致密金属材料虽然具有高于单纯泡沫金属的强度，本文将泡沫铝和基板材料组合成复合结构，对但往往密度大，能量吸收性能不够理想。利用它们。
其隔声性能进行分析。旨在揭示影响这种复合结构。
传递损失的因素，以满足实际应用及声环境要求为。
收稿日期修改ｂ期目的，合理选择材料的特性参数，使其隔声效果得到。
**项目：山东省自然**。
优化。泰安市科技计划项目青岛开发区科技计划项目理论分析。
中国煤炭工业协会项目。
．１理论模型。
作者简介：韩宝坤（１９一），男，山东莱芜人，副教授，研究方。
以声波垂直入射时复合结构的传递损失为研究向为振动与噪声控制。
对象，复合结构的组成部分如图１所示：
泡沫铝复合结构传递损失分析。
１）０基板的面密度；
２）ｄ多孔材料的厚度各表面的声压；
４）ｚ各平面上的声阻抗。
图１双层泡沫铝复合结构。
．２理论推导。
ｏ和ｐ 之间关系由惯性质量层０－的运动方程所决定，即。。一。
其中为层速度。
所以：ｏ／ｐ一ｉ０＂
假定空气层与泡沫铝层的分界处为 ＝：坐标系垂直于分界面。
设。其中ａ和ｅ为常数；
令ｂ＝ｉ泡沫铝的声传播常数，它与泡沫铝。
的密度、压缩模量、声阻抗率、其中的声速、孔隙率及孔径等众多因素有关，其求解可参考文献［４］
号）ｚ：赤 。嘲（４）一。
一。式中：，为泡沫铝的特性阻抗，为泡沫铝中空气密度。可得到：
所以：复合结构的传递损失：
０ｌ。套。数值计算与实验分析。
根据以上理论分析，应用ｍａｔ绘制声波垂直入时，对基板为厚度为２ｍｍ的钢板的双层泡沫铝复。
合结构的传递损失进行了数值计算，并通过实验进。
行了分析。２．数值计算。
针对不同泡沫铝厚度的复合板隔声性能进行了。
数值计算，所采用的泡沫铝孔隙率为７０％孔径０．３图２为不同厚度泡沫铝对复合板传递损失的影响。
图２传递损失随厚度变化曲线。
由图２可以看出：
１）泡沫铝复合结构的传递损失变化规律共性为：以泡沫铝厚１０ｍ为例，随频率的增加传递损失由最初的３１．时的１２ 增加到６ ３时的。
０ ｄ当频率为２
３０ｈ时，传递损失出现一低值，此处为临界吻合频率处。当频率超过临界吻合频率后传递损失会再次升高。
２）随着泡沫铝层厚的的增加钢板和复合结构平均的传递损失数值依次为最低临界吻合频率依次为６ １
３）泡沫铝复合结构比单独的钢板传递损失大。
０１１年１２月噪声与振动控。
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４）随着泡沫铝厚度的增加临界吻合频率降低，且在此频率附近的传递损失比小厚度的泡沫铝复合结构的要小。砷。
椰ｍ０．２实验结果分析。晏４ｏ
对应于理论研究中的双层泡沫铝复合结构的参数，应用驻波管四传声器法测量相应的隔声试件与理论数据进行比较。以钢板厚度为２ｍｍ泡沫铝孔隙率７０％孔径０＿３不同厚度泡沫铝的复合结。
构为例测得实验值通过ｍａｔ三次插值拟合所的曲线与理论曲线比较如下：
兽 １０文。蕊。
一。图３泡沫铝为５ｍｍ厚时复合板传递损失的比较。
图４泡沫铝为１０ｍ时复合板传递损失比较。
由以上理论与实验值对比可以看出：
１）以上泡沫铝复合结构在声波垂直入射时传。
递损失在各频率处的理论和实验值之问相差３～８
ｂ，理论曲线和实验曲线总的形状上存在一定差异；
２）随着泡沫铝厚度的增加，理论与实验的传递损失值之间的差值由大变小，理论曲线和实验曲线吻合程度增加；
３）在低频处传递损失的理论与实验值之间相。
图５泡沫铝为２０ｍ时复合板传递损失比较。
差较大，是由于低频出振动对传声器的影响作用，是不可避免的。
４）理论值整体上较实验值大，是由于实验试件的密封条件限制。
结语。通过以上理论推导和实验分析，可以得出以下结论：
１）泡沫铝复合结构的传递损失随随频率的增加而增加，当达到临界吻合频率处传递损失有所下。
降，经过此处频率后再次回升；
２）当钢板厚度一定，泡沫铝厚度是影响其复。
合结构整体传递损失的主要因素；
３）泡沫铝复合结构随泡沫铝厚度的增加，传递损失的理论与实验传递损失曲线吻合程度增加。
由以上可知，传递损失的理论值与实验值之间存在一定差异，这是由于现有的实验条件限制所决。
定的。为了改进实验与理论数据之间的吻合性，实验条件有待改进。
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４】马大猷．现代声学理论基础【ｍ］北京：科学出版社，００
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