蜂窝结构与降噪的研究

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1、蜂窝结构与降噪的研究航空航天083614孙诚骁引言：随着时代的进步，我们越来越注重生活质量和环境保护。在工程技术已经成熟的今日，噪音控：制在整个工程设计中所占的比重也是越来越大。而我们对于隔音技术的认识又有多少呢？蜂窝结构在我们的脑海中总是和数学、拓扑学、力学结合紧密，那它对隔音技术的贡献我们又了解多少呢？它们的结合能否带给我们可喜的效果，笔者将会在后面的文章中一一道来。摘要：简要介绍蜂窝夹层结构和噪音，阐述蜂窝降噪的机理，简述蜂窝降噪的研究历史和现状并引入例子分析蜂窝降噪的影响因素。使读者对此有更为理性的了解。最

2、后举了两例蜂窝结构隔音功能在建筑和汽车领域的应用。关键字：蜂窝结构降噪隔声量问题的提出笔者一直对于内地几家ktv的隔音效果有所诟病，经过几次在ktv包厢内对于墙体，天花板和门的观察和分析，推断出了问题的症结。首先，如果ktv是多层结构的话，下层的天花板和上层的地板是声波传递的主要路径，因为往往ktv包厢内墙体是使用了隔音结构的，但是对于天花板和地板，考虑到需要挂一些灯饰，音响，或者是做嵌入式的点歌系统，往往就不会使用隔音墙。这使得同意位置上下两层之间的隔音效果受到了影响。其次是包厢房门的使用，如果你仔细在ktv走廊

3、中走过，你会感觉到，一般包厢内的噪音都是你经过房门的时候达到最大值，这就意味着包厢房门的隔音效果并不理想，甚至有时你在自己包厢里仍然能听见对面包厢的噪音。以上两点就是我推断总结的结果，那为什么会造成这种现象呢，我认为在天花板和地板的问题上制造商只考虑了结构刚度强度，并没有考虑噪声传播的因素，或者是因为结构刚度的问题成为了矛盾的主题，必须优先考虑。而在房门设计上，由于隔音门较少，而且需要考虑房门的美观和价格，往往就会选择那些看起来厚实，玻璃花纹美观而价格也适中的房门。所以哪里没有考虑隔音效果，噪音就会在哪里传出来。那

4、这样一个困扰笔者的问题当如何解决呢？正巧笔者在学习飞机装配时发现了蜂窝结构的介绍，蜂窝结构的减震效果，结构刚度和环保节能引起了笔者的兴趣。其中减震效果换句话说就是减少震动的传递能量，而震动往往是因为波的传递，声波也是一种波，那蜂窝结构能不能减少声波的传递呢？在查阅了大量资料以后，笔者准备对于蜂窝降噪作一个详细的介绍。蜂窝夹层结构简介蜂窝夹层结构是夹层结构的一种，有面板和处于面板中间的蜂窝夹芯组成。夹芯使结构据有刚性、较高的稳定性和绝热、隔音及电绝缘性能。蜂窝结构的总稳定性比其面板本身的稳定性高出许多倍。蜂窝结构在压

5、缩和剪切条件下具有较高稳定性。而中空的结构也对减轻重量起到了很大的作用。轻质高强的特性使它在航空、航海、汽车、建筑、包装等领域得到广泛的运用。蜂窝夹芯结构形式有圆形、正六边形、正方形等；材质可以使铝合金、芳纶纸、陶瓷、玻璃布等；蒙皮可采用纤维板、铝合金板、玻璃板等。噪音简介物理学定义：发生体做无规则振动时发出的声音。噪音的产生大致可分为：机械冲击、共振、磨擦产生的噪音，流场所产生的噪音，环境噪音。噪音的单位为分贝（dB）当超过80分贝时，声音就变成了令人不舒服的噪音，而超过105分贝时，听力将受到永久性损害。噪音对

6、人体的伤害不仅仅局限于听力，由于它也是一种振动频率，他能影响人的心血管功能和激素分泌功能，甚至对于心理也有很大的消极作用。更恐怖的是当噪音达到190（dB）以上时，就能致人于死地。隔声的定义用材料、构件或结构来隔绝空气传播的噪声，从而获得较安静的环境称谓隔声。上述材料称谓隔声材料，上述结构、构件称谓隔声结构、隔声构件。材料一侧的入射声能与另一侧的投射声能相差的分贝就是该材料的隔声量，通常用符号R（dB）表示。R=10lgE入-10lgE透=10lg1E透E入=10lg1τ式中R：隔声量；E入：入射声能；E透：透射声

7、能；τ：透射声能/入射声能蜂窝降噪机理蜂窝降噪原理是其能有效地吸收外界震动并转化成芯材的变形能，然后缓慢释放。另外当声波进入蜂窝体后，会引起空气和材料的振动，由于摩擦阻力和粘滞阻力，使一部分声能转化为热能而散失掉，因而起到了消声作用。在研究多孔性吸声材料时，瑞利（Rayl）曾给出了一种理想化模型，称为Rayl吸声结构模型，它包含了许多等间隔的相同的平行通道，由完全刚性的骨架材料隔开。蜂窝体结构与上述的瑞利吸声结构模型基本一致。TonganWang，VlardimirS.Sokolinsky，ShankarRajar

8、am，StevenR.Nutt在他们的论文中进一步研究了夹层板内部结构对于降低噪音的影响，他们运用了MAPLE和MATLAB等软件经过实验和计算后得出夹层板的内部排列规则影响了穿透损耗量（transmissionloss穿透损耗量指入射声能和透射声能之差，是反映材料隔声效果的重要参数）。均匀排列的蜂窝结构和各向同性的芯子作为夹层板的内部结构能有效地隔音。由此