玻璃的隔聲性能及降噪設(shè)計(jì)

【中玻網(wǎng)】隔聲原理
　　
　　隔聲材料的隔聲遵循以下規(guī)律:傳聲損失在低頻段受勁度控制和阻尼控制,有若干簡(jiǎn)振頻率的共振區(qū);頻率提高,則由表面質(zhì)量控制,每倍頻程隔聲量上升6dB;在較高頻段的臨界頻率附近有一吻合效應(yīng)區(qū)。
　　
　　(1)簡(jiǎn)正振動(dòng)的共振效應(yīng)
　　
　　當(dāng)聲波頻率與某個(gè)簡(jiǎn)正頻率一致時(shí)產(chǎn)生共振而降低傳聲損失。有時(shí)馬路上汽車駛過引起窗戶振動(dòng),就是共振效應(yīng)。
　　
　　雙層玻璃與空氣層組成一個(gè)共振系統(tǒng),其固有頻率f0由下式得出:
　　
　　f0=600(1/M1+1/M2)1/2/l1/2=379(1/d1+1/d2)1/2/l1/2(2)
　　
　　其中,M1、M2為每層玻璃單位面積的質(zhì)量(kg/m2);d1、d2為每層玻璃的厚度(mm);l為空氣層厚度(cm)。
　　
　　按照上述公式,結(jié)構(gòu)為6mm+10mm(空氣層)+6mm的中空玻璃,f0為220Hz。
　　
　　(2)質(zhì)量定律
　　
　　隔層的單位面積質(zhì)量(m)的越大,傳聲損失就越大,m增加一倍,傳聲損失增加6dB;頻率越高,傳聲損失越大,頻率提高一倍,傳聲損失提
　　
　　高6dB。增加玻璃的厚度,即增加玻璃的單位面積的質(zhì)量,是提高玻璃隔聲性能的可行途徑。
　　
　　隔層的的隔聲量公式為:
　　
　　R=20lgm+20lgf-48(3)
　　
　　其中,m———隔層的單位面積質(zhì)量(kg/m2);
　　
　　f為入射聲波的頻率(Hz)。
　　
　　單層玻璃的隔聲量公式為:
　　
　　R=20lg215d+20lgf-48
　　
　　=20lgd+20lgf-40(4)
　　
　　其中,d———玻璃的厚度(mm)
　　
　　對(duì)于雙層均質(zhì)密實(shí)墻的空氣隔絕,空氣層的附加隔聲量(ΔR)隨空氣層厚度增加呈對(duì)數(shù)相關(guān),筆者根據(jù)有關(guān)理論,推算其大致關(guān)系式:
　　
　　ΔR=10lgl+t(5)
　　
　　其中,l———空氣層厚度(cm);t———調(diào)整值,與玻璃的板面規(guī)格有關(guān)。
　　
　　另外,當(dāng)l<1cm時(shí),δr趨于0;當(dāng)l>10cm時(shí),ΔR趨于10dB。
　　
　　(3)吻合效應(yīng)
　　
　　在聲波入射時(shí)隔層不僅做整體振動(dòng),而且還作彎曲振動(dòng)。當(dāng)達(dá)到臨界頻率時(shí),即彎曲振動(dòng)的波長(zhǎng)與入射波長(zhǎng)相等時(shí),彎曲振動(dòng)達(dá)到一較大值,向另一面的輻射也特別大,隔聲量大為降低,出現(xiàn)傳聲損失低谷--吻合谷。
　　
　　隔層的吻合臨界頻率與隔層的厚度、彈性模量和泊松比和聲速有關(guān),對(duì)于平板玻璃(彈性模量取70000MPa,泊松比取0124,聲速取344m/s),則fc=11975/d(6)其中,d—玻璃的厚度(mm)，例如,6mm玻璃的臨界頻率約為2000Hz。