２０穿孔板褶皱复合结构声学性能优化研究２０１年８月。
文章编号。穿孔板褶皱复合结构声学性能优化研究。
刘玲，蔡。俊，熊红莲。
上海交通大学环境科学与工程学院，上海２００
摘要：声学复合结构的研究是现在声学研究的热点。将隔声薄膜制作成褶皱结构，与穿孔板结构组合成复合结构。
基于正交试验方法，对褶皱高度、穿孔率、穿孔板板厚、褶皱与面板之间的距离四个影响复合结构吸声性能的主要因素进行试验分析。正交试验的结果表明：褶皱结构有效地改进了穿孔板的吸声性能，复合结构降噪系数（ｎｒ值）最高为０．６对于ｎｒｃ值，四个因素影响趋势为：
随着褶皱高度、褶皱与面板之间的距离、穿孔孔径的增大，ｎｒ值随之增大；随着穿孔板板厚的增大，ｎｒ值降低；其中影响最大的为褶皱高度，接下来依次为穿孔板厚、穿孔孔径、褶皱与面板之间的距离。
关键词：声学；褶皱；穿孔板；复合结构；降噪系数。
中图分类号文献标识码：ａｄ编码。
穿孔板结构是一种应用广泛的吸声结构，但是由于其本身声阻较小，实际应用中常需要与其他多。
皱褶结构是由薄的平板（箔或复合纸等）按有规。
律的线系网格进行局部褶皱而得到的立体构型，褶皱后的立体结构可以看成是由很多小多边形平面元素组成，并且这些平面元素之问沿边缘相互连。
孔吸声材料组合使用［１，如玻璃棉、岩棉等，而这些。
材料易对环境和人的健康造成不良影响 ］，从而大。
大限制了穿孑ｌ板的使用效果。
收稿日期修改日期作者简介：刘。
玲（１９女，湖北天门人，硕士，目前从事噪声控制研究。
接 ］。在２０世纪９０年代中期国外出现的一种纵向。
和横向均呈之字形曲折的异形芯材结构，这种结构是一种具有广泛应用前景的飞机新型结构材料，它的特点是具有较高的抗弯刚度质量比，较好的吸音、
通信作者：蔡俊，男，副教授，硕士生导师。
隔音、隔热和耐疲劳等性能 。将柔性隔声材料弯。
曲制作成最简单的褶皱结构，类似的研究还未见报。
道。第３３卷第４期噪声与振动控制２１
将隔声薄膜制作的褶皱结构与穿孔板组合成复合结构，以期提高穿孔板结构的吸声性能，从而得到。
一。种结构简单、环保的吸声结构。为了更合理的分。
析四种影响因素对复合结构声学性能的影响，采用正交试验方法研究褶皱穿孔板复合结构的基本声学性能，从而探索复合结构的各参数对声学性能的影响趋势。
试验材料与方法。
将穿孔板与褶皱结构组合成褶皱穿孔板复合结构（以下简称为ｐｐ．结构）。
￣ｊｔ穿褶皱结构。
孔板。图１复合结构示意图。
该柔性隔声薄膜褶皱（图２所示）采用厚度为０．３的高效隔声薄膜（ｇｓ薄膜）’踟制作，褶。
皱的相邻皱褶间隔宽度为１６ｍ褶皱固定于底板。
上。ｇｓ材料是一种新型隔声阻尼复合功能材料，该材料具有优良的隔声（１ｎ厚复合材料的隔声性能在范围内的计权隔声量能达到１３￣和阻尼（损耗因子达到０．５以上）性能。
该复合结构由两种吸声结构组成，一种是穿孔板与隔声薄膜以及阻抗管内壁形成的变截面共振吸声结。
构，另一种是由隔声薄膜与底板以及阻抗管内壁形成的薄板共振吸声结构。整个结构放入阻抗管中与阻抗管壁形成封闭的结构。
图２隔声薄膜褶皱示意图。
试验采用的穿孔板材料为有机玻璃，穿孔排列。
如图３所示。穿孔板的厚度（１）穿孔孔径（ｄ）由表１和。
表２所确定的正交试验方案决定。
图３穿孔板示意图。
试验采用驻波管测试１２５到２ ０的１３
个１／３倍频程中心频率处的吸声系数。
试验方法。
．１正交试验方法。
正交试验设计是一种处理多因素试验的科学试验方法，它可以利用正交表来科学地安排试验，利用较少次数的试验便可判断出较优的条件，若对试验结果进行简单的分析，可以更全面、更系统地掌握试验结果，做出正确的判断。正交表的代号表示为：厶（ｑ 其中，表示正交表，丑表示试验次数，ｑ表示因素水平数，／ｔ表示因素个数，在正交表中表示其列数 。
直观分析求解各因素水平下的总响应值ｋ和平均响应值ｋ，并根据各水平下的ｋ值求出因素水平对目标的效应极差（ｒ）根据极差直观地看出试验指标随着因素水平的变化而变化的趋势。
方差分析可以判断因素的显著性。显著性是根。
据所选择的置信度（或称显著性水平）的大小以及因素自由度和误差自由度３个变量判断，当计算所得的方差（，值）大于查表所得到的，值时，说明在选择。
的显著性水平上，因素对目标量的影响是显著的ｕ。
值的计算方法为。
信：固塞。羞。
误差的均方差。
均方差＝自由度＝因素水平数一１
．２正交试验方案。
对于复合结构，影响其声学性能的主要有四个。
因素：褶皱高度、穿孔率、穿孔板、褶皱与面板之间的。
２穿孔板褶皱复合结构声学性能优化研究２０１年８月。
距离。每个因素设定三个水平，见表１；
考虑因素之间的一级交互作用，采用ｌ：（正交表安排试验，表头设计见表２［ｉ
表１褶皱穿孔板复合结构正交试验因素水平表。
试验结果和分析。
用降噪系数（ｎｒ值）来评价复合结构的吸声性能。为了判断各因素及其交互作用的主次顺序、
判断因素对试验指标影响的显著程度、找出试验因素的最优水平和试验范围内的最优组合、分析因素与试验指标之间的关系、找出指标随因素变化的规律和趋势，计算试验的均值、极差等，进行直观的分析。以ｎｒｃ值为指标的直观分析结果如表３所示。
由表３可以看出对ｎｒｃ值影响最大的为褶皱高度（，其次为穿孔板厚（ｄ和穿ｔｌｔ径（ａｏ再次为交互因素（ｈｘ但是由于其影响效果远低于ｈ和ｄ
单独作用时的影响，故可忽略。板距（）以及其他交互因素影响较小。由极差分析可以直观地看出试验。
指标随着因素水平的变化而变化的趋势，随着褶皱。
表２褶皱穿孔板复合结构正交试验表头设计。
高度（、板距（五）、穿孔孔径（ａｏ的增大，ｎｒ值随。
之增大，而随着穿孔板厚（的增大，ｎｒ值随之降低。
互因素（ｄ）为一定影响因素。其他因素和交互因。
素为非显著因素。
根据正交试验结果分析，对于ｎｒｃ值的最佳试。
计算各因素及交互因素的ｆ值，并分析其显著性，具体结果如表４所示。由表４可以看出，褶皱高度（是影响ｎｒｃ值的高度显著因素；而穿孔孔径（ａｏ穿孔板厚（和交。
验组合为：ｈ，下标／７表示“第口水平”），即当时复合结构。
具有最佳的ｎｒｃ值，其ｎｒｃ值为０．６为试验范围。
内最大值，试验结果与结论一致。最大ｎｒｃ值大于。
第３３卷第４期噪声与振动控制２３
．５６显示穿孔板褶皱复合结构具有了高效的吸声性能，最佳ｎｒｃ值的复合结构吸声频谱如图４所示。
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结语。１）将褶皱与穿孔板组合，能够有效的改善穿孔。
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板的吸声效果，在试验范围内，当时复合结构ｎｒｃ值最佳，为。
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２）随着褶皱高度、褶皱与面板之间的距离、穿。
孔孔径的增大，ｎｒ值随之增大，随着穿孔板厚的增大，ｎｒ值降低；其中影响最大的为褶皱高度，接下来依次为穿孑ｌ板厚、穿孔孔径、褶皱高度与穿孔孑ｌ
径的交互因素（ｄ）
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科技情报开发与经济。
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