兩種多層復(fù)合木質(zhì)吸聲板的試驗(yàn)研究

黃景達(dá)，楊 康，蘇初旺，潘 俊，孫金菊，周根記

（廣西大學(xué) 林學(xué)院，廣西 南寧530003）

1 引言

木質(zhì)人造聲學(xué)板，因其良好的吸音性能、裝飾性、節(jié)能環(huán)保、安裝簡(jiǎn)易及易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，已在國內(nèi)外廳堂聲學(xué)工程中得到廣泛應(yīng)用，但木材、人造板吸聲系數(shù)較低［1，2］，普通的孔＋槽結(jié)構(gòu)聲學(xué)板在低頻段吸聲系數(shù)亦較低，為拓寬吸聲頻域及增強(qiáng)裝飾效果，本文用米老排薄板為貼面，選擇兩種結(jié)構(gòu)的吸聲板進(jìn)行研究、測(cè)試，比較復(fù)合板吸聲系數(shù)，以求為構(gòu)建良好的吸音效果提供科學(xué)依據(jù)。

2 木質(zhì)復(fù)合聲學(xué)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作

根據(jù)材料的吸音原理，課題設(shè)計(jì)孔＋槽結(jié)構(gòu)復(fù)合板和變截面復(fù)合板進(jìn)行吸聲系數(shù)的測(cè)試比較。

2.1 孔＋槽結(jié)構(gòu)復(fù)合板

板上開槽，基材上開孔，其結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。

圖1 孔＋槽結(jié)構(gòu)剖面

試件采用普通中密度纖維板作基材，篩網(wǎng)作為中間層，目的是引入微孔結(jié)構(gòu)，使用米老排薄板作為貼面板以增強(qiáng)裝飾效果［3］。基材、篩網(wǎng)和米老排薄板使用壓機(jī)進(jìn)行冷壓成型，最后在底層貼上吸聲薄氈，即完成試件制作。

2.2 變截面結(jié)構(gòu)復(fù)合板

根據(jù)馬大猷先生的微穿孔理論，微孔的聲阻抗主要由3個(gè)部分組成：微孔自身的聲阻抗、空氣進(jìn)出微孔時(shí)所產(chǎn)生的聲輻射阻抗和空氣沿障板流動(dòng)所致的摩擦損耗，其中，微孔自身的聲阻抗是板的聲阻抗的主要部分，其余兩者則作為修正項(xiàng)計(jì)算，變截面微穿孔板可以沿兩孔連接處將板分成兩塊不同孔徑的傳統(tǒng)微穿孔板，這時(shí)，板就可看作是這兩部分的串聯(lián)組合，孔的截面在某一深度發(fā)生突變。這一突變使聲阻抗增加，從而吸聲性能變好［4－6］。根據(jù)這些原理，課題將變截面微穿孔結(jié)構(gòu)引入，設(shè)計(jì)了變截面結(jié)構(gòu)復(fù)合板，其結(jié)構(gòu)剖面圖圖如2所示。

圖2 變截面微穿孔板復(fù)合板剖面示意

試件制作的材料和方法與孔＋槽結(jié)構(gòu)復(fù)合板相同。

2.3 試件參數(shù)

不同結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)木質(zhì)復(fù)合板吸音系數(shù)的影響，課題設(shè)計(jì)了幾組不同的孔槽結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行試驗(yàn)，參數(shù)如表1、2所示。

表1 變截面結(jié)構(gòu)試件參數(shù)

表2 孔＋槽結(jié)構(gòu)試件參數(shù)

3 吸聲系數(shù)的測(cè)試

采用駐波管法測(cè)定吸聲系數(shù)，試樣為Φ100mm的圓柱形，測(cè)試按照GBJ88－85《駐波管法吸聲系數(shù)與聲阻抗測(cè)量規(guī)范》進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)備：聲望公司SWZ雙通道聲學(xué)分析儀。

4 結(jié)果與分析

4.1 微穿孔結(jié)構(gòu)對(duì)吸聲系數(shù)的影響

圖3中，普通孔＋槽板為無篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)板，A1為變截面微穿孔結(jié)構(gòu)板，D1是孔＋槽微穿孔結(jié)構(gòu)板。

圖3 有無微穿孔結(jié)構(gòu)吸聲特性曲線的比較

圖3可看出，有微穿孔結(jié)構(gòu)吸音板中低頻率段吸聲系數(shù)顯著提高，而在高頻段則沒有多大的變化，說明該微穿孔結(jié)構(gòu)使吸音的頻率拓寬，其在所有頻段吸聲系數(shù)均在0.6以上，說明它是良好的寬頻吸聲結(jié)構(gòu)。

4.2 結(jié)構(gòu)類型對(duì)吸聲系數(shù)的影響

由圖3可知，在100～150Hz的低頻段，變截面結(jié)構(gòu)比孔＋槽結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)要高0.15左右。其它頻段則不太明顯。

4.3 貼面板厚度對(duì)吸聲系數(shù)的影響

圖4為變截面板結(jié)構(gòu)，不同厚度貼面板吸聲系數(shù)曲線比較。

圖4 變截面板結(jié)構(gòu)不同厚度貼面板特性曲線比較

由圖4可看出，從整體看，兩種復(fù)合板的吸聲性能大小差異不是很大，說明貼面板厚度對(duì)吸聲性能影響不大。

［1］陳瑞英.十種主要用材吸聲性能的實(shí)驗(yàn)研究［J］.福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，14（4）：306～310.

［2］冮貴軍.木質(zhì)人造板的吸聲性能試驗(yàn)分析［J］.林業(yè)科技，2008，33（2）：51～53.

［3］徐 良.南方優(yōu)良速生樹種——米老排［J］.熱帶林業(yè)科技，1984（2）：53～60.

［4］馬大猷.微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論和設(shè)計(jì)［J］.中國科學(xué)，1975，1（1）：38～50.

［5］馬大猷.微穿孔板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)［J］.聲學(xué)學(xué)報(bào)，1988，13（3）：174～180.

［6］胡永康，胡永剛，黃 健.寬頻變腔高阻微穿孔吸聲板的設(shè)計(jì)［J］.噪聲與振動(dòng)控制，2007（6）：107～109.