陜西隔聲材料的應(yīng)用

    一、吸聲原理、吸聲材料及吸聲測試方法

　　聲波在媒介中傳播或者入射到另一個媒介的過程中，聲能減少的過程就是吸聲。吸聲的原理是聲能轉(zhuǎn)換為熱能，比如吸音棉的吸音原理是由于聲音在吸音棉的中空纖維結(jié)構(gòu)中不斷消耗轉(zhuǎn)換為熱能導(dǎo)致。

　　通常將吸聲系數(shù)大于0.2的材料稱為吸聲材料。吸聲材料安裝在車外，可以減小外界噪聲源;安裝在車內(nèi)，可以減小傳遞到車內(nèi)的噪聲并提升聲品質(zhì)。材料的吸聲能力采用吸聲系數(shù)來衡量。吸聲系數(shù)的大小除了與吸聲材料本身有關(guān)外，還與入射聲波的角度等參數(shù)有關(guān)。而根據(jù)聲波入射角度的不同，分為駐波管測試以及大混響室測試。

　　駐波管：

　　顧名思義為聲波垂直入射至樣品表面，由于聲波頻率的不同所以波長也是不同的，因此駐波管才會有大小管徑的區(qū)別，并有相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)約束。通用的如B&K 4026型號的大管直徑100mm可下潛到100Hz左右，測試低頻長波聲音，配合一個小管直徑29mm可測試高頻截至6300Hz左右的聲音。其優(yōu)點是價格便宜，樣品要求面積小，測試方便;缺點是對于樣品邊緣的精度要求較高，誤差較大。

　　大混響室：

　　采用擴散聲場，在混響場內(nèi)的各點聲能密度均勻，聲波方向無規(guī)，有相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)及國標(biāo)GBT 20247-2006約束。一般要求混響室的容積大于200m³，混響室的體積決定著所能測得的頻率的下限。相應(yīng)的，樣品面積一般為10-14m²。其優(yōu)點是所測吸聲系數(shù)能反映材料在實際工況下的吸聲能力;缺點是費用高、樣品面積要求大。

　　現(xiàn)在市面上有α 箱、β箱或者像豐田的更小的混響室，其實是為了測試無規(guī)入射聲波下的樣品的吸聲能力，但同時兼顧了樣品面積小以及測試費用低、可驗收零件的聲學(xué)性能三大優(yōu)點而越來越受到主機廠及材料零件供應(yīng)商的青睞。雖然尚不滿足ISO標(biāo)準(zhǔn)，且實際測下來與大混響室測試方法有些差異，但縱向研究卻也足夠。

　　二、隔聲原理、隔聲材料及測試方法

　　采用特殊的材料和結(jié)構(gòu)將外界聲源與接收環(huán)境隔離開來，使得環(huán)境噪聲降低，這就是隔聲。聲音從空氣入射到另外結(jié)構(gòu)表面時，一部分聲能被反射回來，另一部分聲能透過這個材料，繼續(xù)在空氣中傳播。

　　通常采用STL (sound transmission loss) 來反映平板或者零件的隔聲性能，單位是dB(分貝)。單層板隔聲滿足兩個6dB原則：

　　第一個是當(dāng)頻率增加一個倍頻程時，隔聲量增加6分貝，即隔聲量隨著頻率增加的直線斜率為6dB/倍頻程。

　　第二原則是當(dāng)質(zhì)量增加一倍時，隔聲量增加6分貝，即隔聲曲線整體向上移6dB。

　　實際上，板結(jié)構(gòu)是有限，而且結(jié)構(gòu)的邊界條件、剛度、阻尼等會影響到其隔聲效果。大量的試驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)板的面密度增加一倍時，隔聲量增加量為5分貝;當(dāng)頻率增加一個被頻程時，隔聲量增加4分貝。

　　隔聲材料通常為面密度較大的材料如鋼板、EVA、EPDM等材料。在汽車前圍隔音墊、地毯、輪罩隔音墊等零件上廣泛應(yīng)用。而隔聲性能測試廣泛采用的是大混響-消聲的測試方法，阻抗管測試隔聲應(yīng)用較少。測試樣件安裝在混響室和消聲室之間的窗口上，混響室作為發(fā)聲室，消聲室作為接受室，用聲強法來測量消聲室的透射聲功率。可用于零件全密封及過孔的測試，分析薄弱的區(qū)域，這也是混響-消聲室方法優(yōu)于混響室-混響室方法的原因。

　　三、 吸隔聲材料組合應(yīng)用

　　車身上的聲學(xué)包裝結(jié)構(gòu)多數(shù)是吸收材料和隔聲材料在一起的組合應(yīng)用，如前壁板隔聲墊、地毯、以及目前被很多豪華車采用的靜音鋼板等。如下圖的前壁板聲學(xué)結(jié)構(gòu)由四層組成：鋼板隔聲層+吸聲層+隔聲層。

　　目前，在電動化的大趨勢下，對于輕量化吸隔聲材料的研究越來越深入，如九大參數(shù)對于材料聲學(xué)性能的影響，材料級到整車級的仿真等，各大主機廠和供應(yīng)商都展開了深入的研究并擁有了大量的數(shù)據(jù)和寶貴的經(jīng)驗，也切切實實的為正向開發(fā)付出著自己的汗水和努力。

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