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轻薄隔声结构的研究具有重要的应用价值。本文在综述前人工作的基础上提出了三种新型多层轻薄隔声结构,并对其隔声性能作了理论分析和实验研究,主要工作如下:
理论部分,首先提出了多层周期和准周期隔声结构。应用转移矩阵的方法,推导出计算周期或准周期结构隔声量的解析表达式,分析总结了这些结构的隔声特点以及结构参数对隔声性能的影响。为了改善低频隔声效果和降低结构共振对隔声的影响,在多层隔声结构中引入了弹性多孔介质。针对不同的弹性三层夹心结构,提出了其隔声量的计算公式,分析了它们隔声性能的差异及适用场合,并比较三层夹心结构与双层夹心各自的优劣。为了进一步改善结构的隔声性能,以适应一些要求既有较好的隔声效果又具有吸声能力的场合,本文又提出了将微穿孔板与普通多层板相结合的隔声结构。用阻抗转移的方法分析了带微穿孔板的多层结构的隔声性能,并就微穿孔板的参数对隔声结构的影响进行了数值分析。
实验部分,针对文中探讨的周期结构多层板和夹心结构多层板,进行了隔声性能的实验测量。根据实验所得数据,对同类多层结构的不同材料构成方式及不同类型的多层结构的隔声效果分别进行了分析。从实验上验证了多层隔声结构的一般规律和不同隔声结构的隔声特点。理论和实验结果均表明:多层隔声结构在保持整体面密度和材料不变的条件下,增加结构的层数会使结构在中高频段的隔声效果增强,但这会导致低频段的隔声性能下降;在相同厚度下,通过在空腔中填充弹性多孔材料,可以在少量增加结构面密度的情况下使隔声性能比同等周期结构明显提高,同时还能满足轻薄结构的要求。理论研究中发展的计算方法和实验得到的结果对在噪声控制工程中的多层轻薄结构的设计具有一定的参考价值。