第四章隔声本章内容:一、隔声基本概念:透射吸收、隔声量、插入损失;二、隔声结构特性:单层隔声结构、双层隔声结构、组合隔声体三、隔声罩隔声效果计算、隔声罩设计四、隔声间:隔声效果计算五、隔声屏:隔声效果计算第一节隔声基本概念iiIIEE一、透射系数(传声系数)定义:透射声能Eτ系与入射声能之比,即0<<1,越小隔声效果越好。EaEτEiEr1lg10lg10IILLTLii二、隔声量TL1.隔声量定义隔声材料两侧入射声音与透射声音(入射处与透射处两处)的声级差,单位为dB。LiLτ声源注:隔声量是描述隔声材料隔声效果的量。2.(频程)平均隔声量隔声量TL是频率的函数,工程上将125~4000Hz6个倍频程或100~3150Hz16个1/3倍频程隔声量的算术平均值称为平均隔声量。三、插入损失IL声场中,某一位置在放隔声结构或装置前后的声级差,单位dB。21LLIL注:插入损失描述了整个隔声结构对声场中受声者的综合隔声效果。L1声源L2第二节隔声结构特性Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区Ⅳ区隔声量TL频率ffofc一、单层隔声结构1.单层结构频率特性(1)I区:劲度控制区隔声量主要取决于材料的强度(弹性模量),材料刚度越大,隔声效果越好。(2)II区:阻尼控制区(纵波共振区)入射波的频率与隔声结构的纵波共振频率接近,产生共振,透射能量剧增,隔声量形成波谷。存在共振频f0(一般为5~20Hz)。此时的隔声量取决于材料密度、结构阻尼以及边界固定情况等。(3)III区:质量控制区此区域隔声量随频率增高直线上升,隔声量每倍频程增加6dB。在此区域,隔声量,隔声结构的质量面密度对隔声量的影响最大,面密度每增减一倍,隔声量增加6dB,所以称为质量控制区。(4)IV区:吻合效应区(横波共振区)bsinb声波入射角度—材料固有横波波长—声波波长—b弯曲波(固体隔声材料的横波)及其波长(4)IV区:吻合效应区(续)当入射波的频率与入射角度共同决定的“有效频率”与隔声结构表面的横向波动(横波)固有频率接近时,隔声结构表面产生横波共振,隔声量突减,形成波谷,这种现象称为吻合效应。对应于吻合效应隔声量波谷的频率称为吻合效应频率fc,其理论计算公式如下:其中:c——空气中声速(m/s)ρ——材料密度(kg/m3)D——材料厚度(m)E——杨氏弹性模量(N/m2)σ——泊松比(切应变与拉应变之比,一般为0.3)EDcfc22213sin当θ=90°的吻合效应频率,称为吻合效应临界频率fc0EDcEDcfc2220313例:钢板厚度D=2mm=0.002m,密度=7800kg/m3,杨氏弹性模量E=2.1×1011N/m2。其吻合效应临界频率:=6183Hz。注:吻合效应临界频率越高越好。0cf5.47lg20mfTL2.质量控制区隔声量计算(1)隔声质量定律隔声量与隔声结构单位面积的质量(质量面密度)的对数成正比,质量面密度每增加1倍,隔声量增加6dB。(2)隔声量计算公式:(3)(频程)平均隔声量(125~4000Hz6个频程)14lg5.13mLT8lg16mLT(m>200kg/m2)(m≤200kg/m2)注:不同教材公式有差别。20lg47.520lg47.520lg(78000.0012000)47.536TLmfdfdB例:计算1mm厚度钢板对2000Hz声音的隔声量;如果厚度增加为2mm,其隔声量为多少?解:钢的密度ρ=7800kg/m3,钢板厚度d=0.001m声音频率f=2000Hz厚度增加一倍,面密度增加一倍,隔声量增加6dB,所以其隔声量为42dB。20lg47.520lg47.5TLmfdf例:如果采用钢板对2000Hz隔声,隔声量达到50dB,计算所用钢板的厚度?解:钢的密度ρ=7800kg/m3声音频率f=2000Hz(0.052.375)(0.05502.375)3111010780020004.8104.8TLdfmmm由:得:二、双层隔声结构TLfmmTL30lg1621TL是一个与空气夹层厚度有关的附加隔声量。1.双层结构隔声量:20151055101520253035D(cm)△TL(dB)Dm1m22.双层结构(频程)平均隔声量TLmmLT14lg5.1321TLmmLT8lg1621(m>200kg/m2)(m≤200kg/m2)同等面密度单双层结构隔声量比较材料材料总厚度(mm)材料总面密度(kg/m3)平均隔声量单层结构双层结构钢板211.628.741.6(中空7cm)铝板25.225.230(中空7cm)三、组...