闭孔泡沫铝声屏障的降噪效果研究(精)
泡沫铝复合板低频吸声性能实验分析与研究
ｔ ａ ｈ ｓｓｒ ｔ ｒ ａ ｅｔ ｒｓ ｕ ｄ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｒ ｐ ｒｙ ｉ ｈ ａ ｇ ｆｌ ｗ ｅ ｕ ｎ ｙ．Ｔｈ ｂ ｏ ｔｏ ｈ ｔｔ ｉ ｔｕｃｕ ｅ ｈ ｓ ａ ｂ ｔ ｏ ｎ ｂ ｏ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｏ ｆ ｑ ｅ ｃ ｅ ｐ ｒ ｅ ａ ｓ ｒ ｉｎ ｐ ｃ ｅｆｃ ｅ ｔｉ ｒ ａ ｌ ａｓ ｄ ｉ ｈ ｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｎ ｅ ｏ ０ １０ ０Ｈｚ ｔｃ ｎ ｂ ｕ ｔ ｅ ａ ｓ ｄ ｂ ｄ ｉ ｇ ａ ｏ ｆ ｉｎ ｓ ｇ ｅ ｔ ｒ ｉｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｑ ｅ ｃ ａ ｇ ｆ５ ０— ０ ｉ ｙ ｒ ．Ｉ ａ ｅ ｆ ｒｈ ｒ ｒ ｉｅ ｙ ａ ｄ ｎ
２１ ０ ０年 ｌ ０月
噪
声
与
振
动控Biblioteka 制 第 ５期 文 章 编 号 ：０６ １５ （ ００ ０ －１６０ １０ —３ ５ ２ １ ）５０ ９ －３
泡 沫 铝 复 合 板 低 频 吸 声 性 能 实 验 分 析 与 研 究
丁 晓 ，王 昌田 ，韩 宝坤 ，鲍 怀谦 ，符 俊 杰
（ 东科技 大 学 机 电学院 ， 东青 岛 ２ ６ １ ） 山 山 ６ ５ ０
摘 要 ：泡沫铝是一种新型 的吸声材料 ， 在中高频具有 良好的 吸声 效果 ， 究采用泡 沫铝复合板 来提高其 低 研
频 吸声 性 能 。研究 表 明 ， 沫 铝复 合 结 构 具 有 较 好 的 低 频 吸声 性 能 ， ５０ Ｈ 一１Ｋ ｚ 声 系数 提 高 较 大 。通 过 泡 在 ０ ｚ Ｈ 吸
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ａｌｍ ｉｕ ｆ ａ ｉ ａ ｎ ｗ ｙ ｅ ｏ ｎ ｂ ｏ ｐ ｉｎ ｓｒ ｃ ： ｕ ｎ ｍ ｏ ｍ ｓ ｅ ｔｐ ｓ ｕ ｄ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｍａｅ ｉ１ Ｉ ａ ｅ ｃ ｌ ｎ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｔ ｒａ ． ｔ ｈ ｓ ｘ ｅｌ ｔ ｂ ｏ ｐ ｉｎ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｎ ｔ ｅ ｒｎｇ ｆｍ ｅ ｉ ｍ ｎ ｉｈ ｆｅ ｕ ｎ ｉ ｓ Ｔｏ ｉ ｒ ｐ ｒｉｓ ｉ ｈ ａ ｅ ｏ ｄ ｕ ａ ｄ ｈ ｇ ｒ ｑ ｅ ｃｅ ． ｍｐｒｖ ｔ ｂ ｏ ｔｏ ｒｐｅｔｅ ，ｔ ｅ ｅ ｐ ｆ— ｏ ｅ ｉ ａ ｓ ｒ ｉｎ ｐ ｏ ｒｉ ｓ ｈ ｘ ｅ ｓ ｐ ｉ ｍｅ ｔ ｒｔ ｌ ｍ ｉｕ ｆ ａ ｃ ｍｐ ｓｔ ａ ｅｓ ｗｅ ｅ ｍ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｔ ｓ ａ ａｙ ｅ ｎ ｓｆ ｈｅ ａｕ ｎ ｍ ｏ ｍ ｏ ｏ ｉ ｐ ｎ ｌ ｒ ｄ ｎ ｈ ａ ａ ｗａ ｎ ｌｚ ｄ． Ｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｏ ｅ ｈｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ
泡沫铝合金的比表面积对吸音降噪效果的影响
２ ０ 年 第 ２期 ０７
看 到 由于粒子 的粒 径不 同 ，所得 泡 沫铝试样 的比表面
得声 波被 分割成 无数 小 的气流 分支 ，气 流在孔 洞 中多
角度 的碰撞 引起 空气 震动 ，空气 震动 受 到曲折 的孔 隙 壁 的阻挡 而发生 多次 反射 和折 射 ，以至经过 若 干次 的 １ ０ 的转折 与 回流 ，从 而增 加 了声波 的无 序反射 及声 ８。 能 的不断损 耗 ，这反 映在声 波气 流温 度降低 ，声 速随 之降低 ，损 失 的能量 变成热 量而 消耗掉 ，最 终达 到降 低 噪声 的效 果 。从 吸音 降噪 的全过 程可 以看 到 ：泡沫 铝 的孔径 越 小 ，其 比表 面积越 大 ，则声 波 的漫反 射和 折 射 的通道 也就越 长越 复杂 ，声 波与空 隙壁 的碰撞 次 数 越 多 ，发 生反射 和折 射 的路 径就 越长 ，吸 附 的声 能 就 越多 ，吸 音降噪 的效果 会更 佳 。同样 在三维 网状 联 通 孔 中 ，其孔 径越小 孔 隙率越 高 时 ，导 致声 能的损 耗
摘要 ： 在实验 的基础上说 明泡 沫铝合 金的孔结构及 比表面积对泡沫铝合金吸音降噪 的效 果有 直接 影响 ， 泡沫铝
合 金 的 孔 洞 直 径 越 小 ，其 比表 面 积 越 大 ，吸 音 降 噪 的效 果 越 好 。
关 键 词 ：泡 沫 铝 合 金 ； 比表 面 积 ； 吸音 降 噪
三 维 网状 联通 孔 的泡沫 铝合 金试 样 ，见 图 １ 。
然 后 ，进行 了气 流 噪声 的控制 实验 ，泡 沫隔 声性 能 测试原 理见 图 ３ ，测试 结果 见 图 ４３ ［。 ］
圈
图 ３ 泡沫 隔 声 性 能 测 试 原 理
泡沫铝的吸声性能-最好隔音窗,静尔音低频,可分析频谱
第21卷 第1期 兵器材料科学与工程 Vol.21 No.1 1998年 1月 ORDNANCE M AT ERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Jan. 1998泡沫铝的吸声性能初探赵增典 张 勇 苗汇静(山东工程学院)摘 要 研究中对低压渗流制备方法进行了改进,并对制备的样品用驻波管法进行了吸声系数的测定。
结果表明,样品随孔径的减小、空隙率的增大,综合吸声系数有增大的趋势。
关键词 泡沫铝 吸声系数 上压渗流铸造法泡沫金属的研究始于本世纪40年代末期,由于最先的发泡法工艺控制很困难,限制了泡沫金属的发展。
随着新的制备方法不断涌现和控制技术的日益完善,泡沫金属在近十几年内有了新的发展。
国外将不同方法制备的泡沫金属应用于减震降噪、热交换元件、过滤元件、消除空气动力噪声元件及阻燃器等[4、5],并还在进行新的应用领域的开发研究工作。
我国对泡沫金属的研究工作近几年才起步,80年代后期,贵州、大连等地的研究机构曾用发泡法作过一些研究工作,但尚未有突破性的进展。
目前泡沫金属的发展趋势是结构定量化和尺寸大型化,这就需要完善发泡法的工艺控制技术,或采用渗流铸造法及其他制备方法。
相比较而言,渗流法具有结构易于控制、成本低廉的特点,在日本及其他的一些国家取得了较快的发展,例如在新干线高速列车的驾驶室内,将泡沫铝用作吸音材料,效果极好。
1 泡沫铝的制备与装置1.1 渗流颗粒以往国内外渗流制备方法中,渗流颗粒普遍采用的是食盐颗粒。
由于食盐颗粒大多为立方体形状且含有结晶水,在预热过程中会发生破碎,导致样品孔径变化,造成孔洞结构不均匀、通孔性差,且颗粒的去除也存在一定困难。
为克服以上不足,本研究筛选出一种新的渗流颗粒,该颗粒经过预处理后,可经破碎筛分成各种尺寸的无规则形状颗粒,可耐1000 的高温不变形,水溶性好,样品的通孔性好,可迅速去除,并重复使用。
山东省自然科学基金资助项目1997年2月26日收到稿件,1997年7月10日收到修改稿赵增典 男 33岁 山东工程学院化工系基础化学教研室主任 讲师 淄博 255012图1 上压渗流铸造法原理图1.2 制备方法本研究共试用了三种渗流制备方法:压铸机法、低压铸造法和上压渗流铸造法,通过对比,选择了上压渗流铸造法。
闭孔泡沫铝材料吸声性能分析
收稿日期:2010-07-09基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2008AA032512);国家自然科学基金资助项目(50774021)作者简介:梁李斯(1983-),女,内蒙古呼伦贝尔人,东北大学博士研究生;姚广春(1947-),男,辽宁沈阳人,东北大学教授,博士生导师第32卷第1期2011年1月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern U niversity(Natural Science)Vol 32,No.1Jan.2011闭孔泡沫铝材料吸声性能分析梁李斯,姚广春,穆永亮,华中胜(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110819)摘 要:为更全面地反映闭孔泡沫铝材料的吸声降噪能力,从密度、厚度、背后空腔深度、打孔率几个方面,对闭孔泡沫铝材料的吸声性能进行研究 改变以往单纯用吸声系数的峰值表征的方法,而是用吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个指标来评价闭孔泡沫铝材料的吸声性能 通过驻波管法测试吸声系数,用Origin 软件进行吸声曲线的分析,建立一次函数 结果表明:在以往研究中个别吸声系数的峰值较高的样品,整体吸声效果不佳;而一些吸声系数的峰值处于中等水平的却具有较好的整体吸声效果,因此更适合于在实际应用中用于吸声结构的设计关 键 词:闭孔泡沫铝;吸声;降噪系数;半峰宽;吸声系数中图分类号:T B 34 文献标志码:A 文章编号:1005 3026(2011)01 0114 03Sound Absorbility of Closed Cell Aluminum FoamL IAN G L i si,YA O Guang chun,M U Yong liang,H UA Zhong sheng(School of M aterials &M etallurg y,Nort heaster n U niversity,Shenyang 110819China.Corr esponding author:L IA NG L i si,E mail:lianglisi414@163.co m)Abstract:The sound absorbility of closed cell aluminum foam w as further investigated in v iew of some factors,including density ,thickness,back cavity depth and perforation rate.Instead of the only characteristic factor,i.e.,the peak value of sound absorption coefficient,the sound absorbility of closed cell aluminum foam w as therefore evaluated through three indices,i.e.,the peak value above mentioned,denoising coefficient and half peak w idth.With the sound absorption coefficient measured by standing w ave meter and the sound absorption curves analyzed by the softw are Origin,the corresponding functional relation w as established.The results show ed that in previous tests some specimens show ed unfavorable effect of sound absorption as a whole though their peak values of sound absorption coefficient w ere high,w hile the other sam ples showed high sound absorption effect as a whole thoug h their peak values were medium.So,the new method proposed to evaluate the sound absorbility is more actual and suitable for the design of sound absorption system.Key words:closed cell aluminum foam;sound absorption;denoising coefficient;half peak w idth;sound absorption coefficient泡沫铝材料作为吸声材料使用已有一段时间,国内外在这方面的研究很多,现已在很多降噪的工程中使用了该种材料,但多数限于开孔泡沫铝材料[1] 主要是因为开孔泡沫铝材料的内部结构与其他多孔材料类似,具有与其他多孔吸声材料类似的吸声机理,因此具有较好的吸声效果,而本身又具有金属材料的一些特性,所以在吸声降噪领域得到了很好的应用[2-5]然而闭孔泡沫铝材料用于吸声历史不长,主要是由于其闭孔结构使得内部孔之间不存在连通,且闭孔泡沫铝密度较大,泡孔壁较厚,主要依靠表面漫反射消耗声能以及形成的部分亥姆霍兹共振器的共振吸声和内部的微孔、裂纹等缺陷使空气摩擦损耗声能以达到降噪效果[6-8]因此,吸声系数很难达到理想效果,但经过一段时间的发展,闭孔泡沫铝的生产工艺越来越成熟,现在可生产出密度在0 3g/cm 3以下的闭孔泡沫铝,泡孔壁较薄,表面漫反射作用增强,内部缺陷增加,从而使吸声系数得到提高 在这一基础上,为了得到更好的吸声效果,尝试对闭孔泡沫铝进行一些加工,如背后贴膜、打孔、压缩等[9]其中打孔取得的效果最为明显,在此之前的评价体系都是对吸声系数的峰值及峰值出现的频段进行评价,来判断吸声效果的好坏,这样的标准较为单一,不利于对闭孔泡沫铝的吸声性能进行全面的评价 因此,在之前工作的基础上本文提出用吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽[10]3个指标来评价闭孔泡沫铝材料的吸声性能,以期得到更全面的结论1 材料与方法1.1 材料的制备与表征实验所用闭孔泡沫铝材料为东北大学熔体发泡法[11]生产的,图1所示为熔体发泡法制作泡沫铝的工艺流程图,该方法是将发泡剂加入到具有一定黏度的熔融金属铝液之中并搅拌均匀;发泡剂受热分解产生气体并在铝液中形成气泡,阻止气泡逸出并冷却含有气泡的铝液,即可获得泡沫铝[12-13]熔体发泡法需要添加钙、氧化铝粉等作为增黏剂,发泡剂一般采用的是金属氢化物,如T iH 2,ZrH 2,H f H 2等,本文所测材料使用的发泡剂为T iH 2,生产出来的泡沫铝孔洞之间相互独立,也因此称之为闭孔泡沫铝图1 熔体发泡法制备泡沫铝流程图F i g.1 Preparation flowchart of alum inum foamby m elt route实验所选闭孔泡沫铝样品通过阿基米德排水法测体积,称出质量后,计算得到其密度,本文所选材料密度从0 3g/cm 3到0 85g/cm 3孔径80%在3~5mm ,孔形态主要以五边形十二面体和十四面体为主 孔分布均匀、无连通孔、有少量缺陷裂纹等1.2 测试方法与过程测试所用仪器为北京中科院声学所的驻波管法吸声测试仪 根据驻波管的测试条件要求,所选试样均为直径99m m 经熔体发泡法制备的闭孔泡沫铝材料采用线切割的方法进行加工,根据测试的需要,分别加工出符合尺寸的试样 对试样进行不同厚度、背后空腔深度、打孔率的比较,研究吸声效果受不同因素影响的原理与规律在研究打孔率对吸声系数的影响时,对闭孔泡沫铝板进行打孔,均使用直径2mm 的钻头,因实验使用的样件为直径99mm 的圆形闭孔泡沫铝材料,因此按辐射状分布较为均匀 打孔从圆心向外打在一系列同心圆的圆周上,因为钻头直径不变,孔的大小和形状相同,则打孔率不同,打孔个数随之改变2 结果与讨论几组测试分别从吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个角度来讨论其吸声能力 其中降噪系数的计算公式为NRC =( 250+ 500+ 1000+ 2000)/4 (1)NRC 即指吸声系数值在250,500,1000,2000H z 的平均值 半峰宽指达到峰值一半高度时吸收峰的宽度 降噪系数和半峰宽两个指标能更全面地反映所测试样在整个频率段内的吸声能力第一组试样厚度均为20mm,密度依次为0 85,0 58,0 51,0 31g/cm 3测试结果如图2所示,由图中可见,吸声系数的峰值随密度减小逐渐增大;所对应的NRC 值依次为0 1825,0 2475,0 2175,0 3725,与峰值不同,密度为0 58g/cm 3的试样降噪系数高于0 51g /cm 3的试样;半峰宽后3个试样依次增大,但密度为0 85g/cm 3的试样反而最大 综合吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个指标,整体来看,吸声能力基本符合按密图2 不同密度闭孔泡沫铝材料的吸声性能Fig.2 Sound absorbili ties of closed cell alum i numfoam with different densiti es115第1期 梁李斯等:闭孔泡沫铝材料吸声性能分析度减小递增的规律,但当密度相近时,高密度可能反而具有较好的吸声能力 在具体应用中,需要考虑使用目的,如果是噪声频率集中在某一频段,则只需考虑吸声峰值,若噪声频率范围较宽,就需要综合考虑3个指标,以确定合适的材料第二组试样为密度0 53g/cm 3,厚度依次为10,20,30mm,吸声系数频谱分析图如图3所示 由图可以看出,三组试样吸声系数的峰值比较接近,基本在0 5左右,后两个试样略高于第一个;不同厚度试样所对应的降噪系数依次为0 235,0 24,0 215,前两个试样稍好于第三个;半峰宽值依次递增 虽然随厚度增加吸声系数的峰值发生迁移,但仍可比较在各自吸声频段的吸声能力 由以上结果可以看出,厚度为20m m 的样件吸声效果较好,但在实际应用中应根据噪声的频率特性选择合适的厚度图3 不同厚度闭孔泡沫铝吸声性能Fig.3 Sound absorbili ties of closed cell alum i numfoam wi th different thickness es第三组为密度0 3g/cm 3,厚度10mm ,背后空腔深度为30mm,打孔率从0 5%到4%一个系列的闭孔泡沫铝吸声系数比较,其吸声系数对应频谱分析如图4所示 由图中可以看出,吸声系数的峰值随打孔率升高先升高后降低,吸声系数的峰值出现的频段随打孔率升高向高频迁移所对图4 不同打孔率吸声系数图Fig.4 Sound apsorbili ties of closed cell alum i numfoam wi th different perforation rates应的降噪系数值分别为0 3625,0 4155,0 3488,0 2855,0 3000,0 2925,0 2835,0 2388,随打孔率增加依次减小;半峰宽值相差不大 综合几项指标,其吸声性能变化规律与吸声系数的峰值变化规律基本一致第四组为密度0 3g/cm 3,打孔率1 5%,厚度10mm,背后空腔深度分别为5,10,30mm 时的闭孔泡沫铝吸声系数比较 吸声系数对应频谱分析如图5所示,由图中可以看出,吸声系数的峰值随背后空腔深度增加略有增加;降噪系数依次为0 2275,0 3408,0 3488;半峰宽值依次减小 综合以上3个指标可以看出,背后空腔深度的变化对吸声能力影响不大,在实际应用中只需考虑噪声频率特性选择合适的背后空腔深度即可图5 不同背后空腔深度吸声系数Fig.5 Sound absorbili ties of aluminum foamwith different back cavi ty depths3 结 论1)随密度的增加吸声系数的峰值降低,但降噪系数和半峰宽会出现随密度增加而增加的现象,整体吸声能力并不一致降低2)随厚度的增加吸声系数的峰值发生迁移,且略有降低,厚度为20mm 的试样降噪系数较好,半峰宽依次递增,吸声能力较优3)随打孔率的增加吸声系数的峰值先增大后减小,降噪系数依次降低,半峰宽基本相同,吸声能力与峰值变化一致4)随背后空腔深度的增加吸声系数的峰值依次增加,降噪系数依次增加,半峰宽依次减小,吸声能力相当 背后空腔深度只改变吸声频段未改变吸声能力 参考文献:[1]Liu P S,Liang K M.Fun ctional materials of porous m etals made by P/M ,electroplating and some other techniques[J ].J M ater Sci ,2001,36:5059-5072.(下转第132页)的迎尘面,呈现出明显的表面过滤特性,使阻力增长明显减慢,残余阻力降低,过滤周期延长2)在老化过滤阶段,高密面层起到了部分粉尘层的作用,使阻力增长过程也大大减缓3)在稳定过滤阶段,高密面层体现出了更加明显的优势,不但阻力增长速度慢、残余阻力低,且过滤周期是常规滤料的8倍,大大降低了喷吹清灰的能耗和对滤袋的机械损伤4)无论在洁净过滤阶段还是稳定过滤阶段,高密面层滤料的粉尘剥离率都高于常规滤料,表现了优异的清灰性能参考文献:[1]Binnig J,M eyera J,Kaspera G.Origin an d mechanisms ofdust emission from pulse jet cleaned fi lter media[J].Pow derT ec h nology,2009,189(1):108-114.[2]Chen C C,Yu W,Huang S H,et al.Experi m ental study onthe loading 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泡沫铝板降低噪声的研究
根 据 复 刚 度 法 推 导 出 泡 沫 铝 复 合 板 的 实 际 弯 曲 刚
度 为：
曰 ＝ Ｂ
忽 略 金 属 板 层 的 损 耗 ， Ｅ ＝ Ｅ 吻 合 效 应 包 括 弯 曲 有 ， 吻 合 效 应 和 剪 切 吻 合 效 应 。 由 于 工 业 中作 为 箱 体 材 料
叮 、 Ｔ ／ 曰
，
（） １
、
如 图 ｌ所 示 ， 沫 铝 复 合 板 （ 层 ） 无 限 长 、 位 泡 双 为 单
ｍ ＝Ｐ１ Ｈｌ＋ｐ ２
（ ２）
宽 ，复 合 板 弯 曲 变 形 后 由 凹 人 一 侧 的 缩 短 ， 连 续 地 改
变 为 凸 出 一 侧 的 伸 长 ，其 中 长 度 不 变 的 位 置 层 称 为 中
收稿 日期 ：０ ０ 月 ２ １ 年５
丛 等
甄 丁 宰
（ ３ ）
Ｌ ｃ ４ Ｊ
结 构 损耗 因子为 ：
叩 Ｔ 音 Ｔ
叩 ＝
机械制造 ４ 卷 第 ５６ ８ ５ 期
２／ ０１ １ ２国 ｏ
式 中： 。 为金属 板 的弯曲 刚度 ， ｍ；３＝音 － 叩 Ｎ／ ／ ＇ Ｈ。 ；
式 中 ： 为 复 合 板 的 临 界 吻 合 频 率 ， ；ｃ 为 空 气 中 的 Ｈｚ ｏ 声 速 ，ｍ／ ；Ｂ 为 复 合 板 的 弯 曲 刚 度 ， ｍ ； ／ 复 合 ｓ Ｎ／ ７为 １ ，
板 的 组 合 面 密 度 ，ｋ ／ｍ Ｐ ｇ ； 为 金 属 板 的 密 度 ， ｇ ｍ。 ｋ／ ； ｐ 为 泡 沫 铝 板 的 密 度 ， ｋ ／ｍ ｚ ｇ ； ｍｍ ； 为 泡 沫 铝 板 的 厚 度 ， Ｈ２ ｍｍ 。 为金属板的厚度 ，
泡沫铝板在机床降噪中的应用研究
泡沫铝板在机床降噪中的应用研究【摘要】机床的噪声不仅是设备自身损耗的表现，同时影响生产产品的质量，破坏工作环境。
本文介绍了机床噪声的重大危害以及常见的控制方法，解释了泡沫铝板能够实现降声的原理，并论述了泡沫铝板在机床降声中的实际应用。
【关键词】泡沫铝；机床；噪声机床工作的性质决定机床在工作中会出现不同程度的噪声危害，在机床中主轴箱是最主要的部分，同时也是噪声的主要来源。
要想有效地减少机床产生的噪音，就要改进机床的性能，努力营造一个良好的车间环境。
泡沫铝的出现为治理噪声提供了新的选择，它是一种新型的材料，不但具有吸声、阻尼和隔声的作用，同时质量轻还有良好的散热性，泡沫铝的这些优点使它成为机床内衬的最佳选择，能够有效降低机床工作产生的噪音。
1、机床噪声的危害与控制机床噪声不仅仅是对工作环境的一种破坏，同时也是设备磨损和疲劳的一种表现，严重时会造成组成设备的各部件在自身强度和刚度方面受到损坏，严重影响机床的工作寿命和工作质量。
机床的加工精度如何，是衡量机床品质的重要条件，严重的噪声会出现加工精准度降低的情况，直接影响加工产品的质量，致使机床的工作性能出现不稳定。
加工车间的环境直接影响着工作人员的健康，噪声污染严重破坏工作环境，不仅使操作者无法集中精神，也可能会引起多种健康问题。
有效较少机床的噪声，能够提高工作效率，同时也能使工作人员进行有效地交流，减少不必要的安全隐患。
由此可见，降低机床的噪声不论对于加工产品还是工作人员安全来说，都是十分重要的，所以要对机床产生的噪声问题给予高度的重视并积极进行治理。
机床在工作中出现的噪声主要分为切削和空转两种，所谓的空转噪声是由机床本身的结构造成的，是对机床在设计方面总体水平的一种表征，而切削噪声的产生原因很复杂，它是由进行切削工作的刀具系统的声振性决定的，工作机理比较复杂，而且刀具在进行切削的过程中一些参数必须要保持变化，所以在研究方面还存在比较多的困难。
一般来说，降低机床噪声的工作主要是针对空转噪声来进行。
无砟轨道降噪用泡沫铝吸声板研究
无砟轨道降噪用泡沫铝吸声板研究刘海涛;王继军;刘伟斌;杜香刚【摘要】无砟轨道吸声板采用泡沫铝吸声材料,搭配密闭空腔,四周浇筑混凝土,表层覆盖格栅网,通过微孔、共振和衍射作用产生吸声效果.通过阻抗管试验,对比不同频率下结构的吸声系数和降噪系数,分析泡沫铝层数、表层和内层泡沫铝材质、表层和内层空腔深度组合对吸声效果的影响.根据试验结果,采用上下双层方案,表层为厚15 mm通孔泡沫铝,内层为厚10 mm闭孔泡沫铝,表层空腔深度30 mm,内层空腔深度80 mm.经混响室试验测定,在250～6 300 Hz较宽频率范围内吸声系数较高,降噪系数为1.0,达到了较好的吸声效果.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2018(058)006【总页数】5页(P120-124)【关键词】无砟轨道;吸声板;试验研究;泡沫铝;噪声【作者】刘海涛;王继军;刘伟斌;杜香刚【作者单位】中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U213.2+44轨道交通以其方便、快捷、高效等原因成为人们出行主要交通形式之一。
城市轨道和高速铁路主要采用无砟轨道。
无砟轨道噪声约高于有砟轨道3 dB(A)[1-2]，铺设轨道吸声板是降低无砟轨道噪声的有效方式。
20世纪90年代以来德国、奥地利、荷兰等国家已试验并在多段应用了无砟轨道吸声板，降低噪声约2～3 dB(A)。
国内2007年铁科院研发了适用于无砟轨道的水泥基珍珠岩吸声板，现场测试表明可降低噪声1.9 dB(A)[3]；铁二院在成灌铁路上铺设泡沫混凝土轨道吸声板，该产品混响室降噪系数>0.6，实车试验表明可降低噪声2.8 dB(A)；铁三院于大西综合试验线上铺设了无砟轨道吸声板，该吸声板最高测试速度为300 km/h，降低噪声约1～3 dB(A)。
铝硅闭孔泡沫铝吸声性能研究
度 为 ２ ｍｍ；孔 隙 率 为 ６ ．３ 、 ７ ７ 、 Ｏ ４ 、 ０ ７ ７． ８．
度 对其 吸声 性 能的影 响 。
２ ２ 驻波 管法 测 吸声 系数 ．
在 中 国科 学 院声 学 研究 所利 用驻波 管 法测 试铝 硅 闭孔泡 沫 铝 的 吸 声 性 能 ， 装 置 示 意 图 如 图 １所 其
关键词 ： 铝硅 闭 孔泡 沫 铝 ； 吸声 系数 ； 制 ； 隙 率 ； 机 孔
厚度
示 Ｌ 主要测 试 的是 垂 直入 射 吸声 系数 。 当声 波垂 直 ｌ ，
８ ． ） ８ １ 和不 同厚 度 （ 隙 率 为 ７ ． ；厚 度 为 ｌ 、 孔 ９６ Ｏ
２ 、０ Ｏ ３ｍｍ） 的铝硅 闭孔 泡 沫铝 ， 用 驻 波管 法对其 吸声 运
性 能进行 了测试 ， 对其 吸 声机理 进行 了探 讨 ， 并研 究 了 孔隙率 和厚度 对其吸 声性 能 的影 响 。 结果 发现 铝硅 闭
３ 结 果与 讨 论
３ １ 试样 表面 特征 及参 数统 计 ．
外关于泡沫铝的研究不仅涉及制备工艺， 性能， 还包括 理论 推演 和数 值 模 拟计 算 等【 。 世 界 一 些 发 达 国 ｌ 在 叫］ 家 已达 到实用化 阶段［ ； 内关 于 泡 沫 铝 的研 究 主 要 ５ 国 集 中 在 生 产 工艺［ 及 各 种性 能 方 面［ １ ， 其 是 静 ６ ｓ２ 尤 ￣］ 态 力学性 能 ］ 近 些 年 也取 得 了很 大 的 进 展 ， 关 泡 ， 有
中 图分 类号 ： Ｔ ４ ． １ Ｇ１ ６ ２
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测高速路上噪声高于 60 dB 的频段主要为 600 H z 以下, 所以取 20~ 630 Hz 频段计算噪声降低值 可以得出, 在该频段内普通百叶吸声型声屏障平 均降噪 5 dB, 闭孔泡沫铝吸声型声屏障平均降噪 15 dB, 后者约为前者的 3 倍
第 32 卷第 2 期 2 01 1 年 2 月
东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Journal of Nort heastern U niversity( Natural Science)
Vol 32, No. 2 Feb. 2 0 1 1
闭孔泡沫铝声屏障的降噪效果研究
梁李斯, 姚广春 , 穆永亮 , 王
2
结果与讨论
城市区域环境噪声标准规定了城市五类区域
2. 1 A 计权声压级
276
东北大学学报 ( 自然科学版 )
第 32 卷
的噪声最高限值; 高速公路两侧地区属于其中的 第四类, 执行四类标准, 即昼间不超过 70 dB, 夜间 不超过 55 dB 由表 1 可以看出: 测点的昼夜声压 级值均超标, 尤其在夜间远高于标准值 安装声屏 障后 , 昼夜声压级均大幅降低 ; 安装泡沫铝声屏障 后昼间噪声 值已达标 , 夜间仍比标准 值高 3~ 4 dB; 普通百叶声屏障 昼夜均未能达标 , 泡沫铝声 屏障声压级值降低得更多 2. 2 插入损失值 由式 ( 1) 计算得出声屏障的插入损失值, 见表 2 由表 2 可见, 泡沫铝声屏障的插入损失达到 10 dB 以上 , 普通百叶声屏障在 5 dB 左右, 泡沫铝声 屏障的降噪能力更强 根据频带分析的插入损失 计算可看出 , 泡沫铝声屏障在低频的插入损失值 相对更高 , 针对交通噪声低频值较高的特点, 用sing Effect of Sound Barriers Made from Closed Cell Aluminum Foam
L IA N G L i -si , YA O Guang -chun, M U Y ong -l iang, WA N G Lei
( School of M ater ials & M etallur gy, N ortheastern U niv ersity, Shenyang 110819, China. Corresponding author: L IA NG Li si, E - mail: lianglisi414 @ 163. co m)
图 2 参考点 位置示意图 ( D < 15 m) Fi g. 2 Positi on of reference point( D < 15 m)
1. 2 插入损失测量 插入损失指在保持噪声源、 地形、 地貌、 地面 和气象条件不变的情况下 , 安装声屏障前后在某 特定位置上的声压级之差 测量分为直接法和间 接法[ 9] , 本 文在声屏障安 装之后进行测量 , 故使 用间接法 插入损失的计算公式如下: IL = ( L ref, a - L ref, b ) - ( L r , a - L r , b ) ( 1) 式中: L ref, a , L r, a 为声 屏障安装后参 考点和受声 点处的 A 计权声压级, dB; L ref, b , Lr, b 为等效场所 ( 未安装声屏障 ) 参考点和受声点处测量的 A 计 权声压级 , dB 测量采用 24 h 连续监测 , 结果取平均值 同 一地点选择待测声屏障处及等效场所进行测量, 两处场所分别测量受声点及参考点的 A 计权声 压级和 1/ 3 倍频程频谱分析声压级变化情况 测 量结果见表 1 对测量结果进行对比分析: 等效场 所和安装声屏障处的测量比较反映降噪效果 , 泡 沫铝声屏障和普通百叶声屏障的测量比较反映二 者降噪效果的差异
[ 4- 5] [ 3]
现
[ 6]
声屏障降 噪方法由于简 单、 实用、 有 效, 而
被广泛采用 [ 7] 用于 降噪 的声 屏障可 分为 两大 类, 即扩散反射型和吸 声共振型 [ 8] ; 前 者是利用 材料的表面漫反射减少到达受声点的噪声 , 后者 除了表面漫反射外还 利用吸声共振 结构吸收噪 声, 降噪效果相对更好 闭孔泡沫铝板是一种新型的吸声结构 , 在实 验室测量具有很好的吸声效果 本文将其应用到 高速公路吸声共振型声屏障的吸声结构中 , 通过 声屏障安装前后的测量比较和与其他声屏障的效
图 1 测点位置 标示图 Fig. 1 The location of test points schematic drawing
测量仪器 使用杭州爱华电 子研究所 研制的 AWA6270+ 型噪声分析仪, 符合标准 GB/ T 3785 和 GB/ T 17181 1 型, EC61672 2002 1 级 参考 传声器位置的选择 依据 HJ/ T 90 2004 声屏障 声学设计和测量规范 的规定, 即: 当离声屏障最 近的车道中心线与声屏障之间的距离 D > 15 m 时, 参考点应位于声屏障平面内上方 1 5 m 处; 当 距离 D < 15 m 时, 参考点的位置选在声屏障的平 面内上方, 并保证离声屏障最近的声源位置和参 考点的连线与参考点和声屏障顶端的连线夹角为 10 ( 图 2) 因本工程中安装声屏障的位置距离车 道中心线均小于 15 m, 所以参考点的选择采取第 二种 方 案 各 测 点 的 位 置 如 下: 测 点 1, D = 1 8 m, h = 1 14 m ; 测点 2, D = 3 m, h = 1 m; 测点
Abstract: T he denoising ef fect of t he sound barriers made f rom closed - cell aluminum foam was invest igated taking some sect ions of the sound barriers locat ed nearby the Zhulin Overcross of t he East - West ex pressw ay in Shenyang City as ex amples, w here the sound pressure level of noise was measured wit h spect rum analysis before and after sett ing t he sound barriers t here. T he denoising eff ect of closed - cell aluminum foam w as evaluat ed via t he insertion loss calculat ed f or such sound barriers. A com parative denoising analysis of sound barrier was made betw een t he closed - cell aluminum foam and convent ional w indow shut ters, and the results show ed t hat t he denoising eff ect of t he former is superior to t hat of t he latt er, especially in t he highly - noisy frequency band from 20 t o 630 Hz beside t he ex pressw ay. Key words: deno ising; closed - cell aluminum f oam; spect rum analysis; sound barriers; insert ion loss 在以前的研究中, 对于已建成的高速公路降 低噪 声 的 方 法 多 采 用 两 类, 一 是 种 植 绿 化 带[ 1- 2] ; 二是在高速路两侧或受影响较严重的单 侧设立声屏障 种植绿化带的方法既可降噪又可 改善环境 , 在吸收噪声的同时也可以一定程度 上吸收 其他的 环境污 染, 是 一种理 想的降 噪措 施
( 东北大学 材料与冶金学院 , 辽宁 沈阳
磊
110819)
摘
要 : 用闭孔泡沫铝板作为高速公路声屏障材料 , 以沈阳市东西快速干道珠林桥附近安装的几段声屏
障为例 , 对高速公路安装声屏障前后噪声的声压 级进行了实地测量 , 计算得出声屏障的插入损失 , 以此考察闭 孔泡沫铝板声 屏障的降噪效果 通过对闭孔泡沫铝声屏障和普通百 叶声屏障降 噪效果 的对比 分析 , 发现闭 孔 泡沫铝声屏障整体降噪效果优于普通百叶声屏障 , 在高速公路噪声较强的 20~ 630 Hz 频段降噪效果更佳 关 键 词 : 降噪 ; 闭孔泡沫铝 ; 频谱分析 ; 声屏障 ; 插入损失 文献标志码 : A 文章编号 : 1005 - 3026( 2011) 02 - 0274 - 03 中图分类号 : U 412. 366
表 1 等效连 续 A 计权声压 级测量结果 Table 1 Results of A - weighted equivalent continuous sound pressure levels dB 声屏障安装处 等 效 场 所 测量点 时间 L r, a L ref, a L r, b L ref, b 1 2 3 4 昼 夜 昼 夜 昼 夜 昼 夜 66 53 67 54 70 63 71 58 78 67 76 66 74 67 74 65 78 66 75 67 76 67 75 64 77 65 74 65 75 66 73 65
3
结
论
闭孔泡沫铝声屏障降噪效果明显 , 平均降噪 11 dB, 普通百叶声屏障仅为 5 dB; 600 Hz 以下频 率闭孔泡沫铝声屏障可降噪 15 dB, 普通百叶声屏 障仅为 5 dB 因此作为新型的高速公路声屏障, 闭 孔泡沫铝具有很好的应用前景 参考文献 :