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【聲學論文】全頻段阻尼降噪涂層材料的研究

發表于2015-12-31 11:07       |       1098次閱讀
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                 全頻段阻尼降噪涂層材料的研究

 

                成都華氣絕熱降噪工程研究設計所

                   (康勇 蘭俊 毛志芬)

 

摘  要:LFC阻尼降噪涂層是一種柔韌的,對環境友好、無毒、無揮發性有機化合物的涂層材料,專門設計用于減少來自結構和機械的噪聲,具有優異的低頻降噪性能。

關鍵字:阻尼降噪、低頻、降噪、減振

 

     噪聲的傳播途徑分為兩類:一是通過激發建筑物、構筑物等固體振動傳播,稱為固體傳播;二是通過激發空氣振動傳播,稱為空氣傳播。現實生活中的噪聲多為聲源表面振動激發空氣振動,并向空氣中傳播到人耳,被人耳接收到形成噪聲。為了有效減弱聲能從結構向空氣振動的轉換,那么就必須讓結構的表面振動減弱。

 

噪聲傳播

 

阻尼材料是將固體機械振動能轉變為熱能,從而減少能量的傳播,以達到降低振動和噪聲的作用。常用的阻尼材料有:①橡膠和塑料阻尼板:用作夾芯層材料。②橡膠和泡沫塑料:用作阻尼吸聲材料。③阻尼復合材料:用于振動和噪聲控制。④高阻尼合金:阻尼性能在很寬的溫度和頻率范圍內基本穩定。這些傳統的阻尼降噪材料存在厚度大、低頻降噪效果不理想的缺點。

 

LFC是一種采用化學及擴散技術研制的新型材料,這種獨特的配方將特殊抗振材料與吸聲樹脂相結合填入彈性結構層,通過輪流對振動的阻滯,有效的減弱固體振動向空氣振動的轉化,從而達到良好的降噪效果。

 

采用聲波損失因素測試法對LFC材料的降噪性能進行測試,噪聲衰減分貝值如下表所示:

 

1   LFC阻尼降噪材料降噪分貝值(dBA)

頻率/Hz

31.5

63.5

125

256

500

1000

2000

4000

8000

1.5mm涂層

6.8

9.3

11.5

10.7

11.6

10.8

10.9

11

11

1mm涂層

2.5

4.0

5.8

5.3

5.7

5.7

5.7

5.8

5.8

無涂層鋁板(2mm)

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

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  LFC阻尼降噪涂層性能數據圖

通過上表可以看出,相比傳統的阻尼降噪材料,LFC通過很薄的涂層就可以獲得較高的降噪效果。同時,LPC阻尼降噪材料對低頻噪聲也有很好的降噪效果,通過上表可以看出,1.5mm厚的LPC阻尼降噪材料就可以達到6.8dB(A)以上的降噪效果,這是其他阻尼降噪材料不可比擬的。此外,對比傳統包裹型和整體型材料,噴涂LFC的設備仍然具有可見性,可在不分解材料的情況下對設備表面進行檢查。

 

LFC材料可以直接黏附于所有清潔的表面,既不存在黏附損失或滯留水分的情況,也不會帶來底層腐蝕的可能。它可以應用于碳鋼(需進行底漆處理)、不銹鋼、鋁材、黃銅、玻纖、塑料及其他多種材料表面。典型應用為只需兩層就可以達到顯著的噪聲控效果,如果需要也可以進行多涂層應用。LFC對環境友好、無毒、無揮發有機化合物,由于其水基成分,其清潔方式也非常簡便,使用肥皂和清水即可。

 

測試證明,LFC的防火性能達到A級 ,對環境友好,無毒,無揮發性有機化合物,能應用在汽車、卡車、船只上,有效的抑制噪聲。它也可以用于工業和其他結構振動型設備的阻尼降噪。由于涂層干化后的柔韌性,它可以黏附于振動的表面,這點顯著優于典型的凝膠類阻尼材料。

 

通過大量的實驗數據表明,LFC是一種性能優良的新型阻尼降噪材料,適應于工業企業設備、交通運輸設備等由結構振動產生的噪聲控制。該材料與其他阻尼材料相比,具有突出的低頻噪聲抑制性,可大幅度提高常規隔聲結構的隔聲性能,是一種新型的全頻段阻尼降噪材料。

 

LFC阻尼降噪材料物理參數:

基本成分:合成聚合物、特殊抗振材料;

揮發性有機化合物(VOC):無;

干重:1.055kg/m2/0.5mm;

固體體積含量:73-75\%;

固體重量含量:84.5\%;

黏度:65000 cp;

彈性:好,薄層曲率1/8”;

黏附:5B;

涂層厚度:0.5-1.5mm;

干化時間(26.6℃):1.0小時0.5mm;

應用溫度:10-150℃;

防火等級:A級。

 

參考文獻:

1.《噪聲與振動控制工程手冊》 馬大猷; 機械工業出版社;2002.9

2.《阻尼減振降噪技術》 戴德沛;西安交通大學出版社,1991;

3.《阻尼技術的工程應用》 戴德沛;清華大學出版社,1986;

4.《粘彈阻尼減振降噪應用技術》 劉小華;宇航出版社;

5.《LFC阻尼隔聲涂層材料隔聲降噪測量報告》 成都華氣應用化學有限公司聲學實驗室  2008.1

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