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【目的】基于木材内部导管和纹孔等天然多孔构造,设计仿生木材复孔吸声结构,分析影响其吸声性能的结构因素,为开发仿生木材吸声材料奠定理论基础。【方法】应用Rhinoceros三维软件建模,利用3D打印技术制备仿生木材吸声结构,采用阻抗管传递函数法研究穿孔率、主孔直径和侧孔深度对仿生木材吸声机构共振频率和吸声系数的影响。【结果】1)在中低频,随着穿孔率增大,3D打印仿生木材吸声结构的共振频率向高频方向移动,吸声系数峰值降低;在高频,随着穿孔率增大,共振频率向低频方向移动,吸声系数峰值升高;2)在中低频,随着主孔直径增大,3D打印仿生木材吸声结构的共振频率基本不变,吸声系数峰值降低;在高频,随着主孔直径增大,共振频率略向高频方向移动,吸声系数基本不变;3)随着侧孔深度增加,3D打印仿生木材吸声结构的共振频率先增大后减小,吸声系数变化不明显;4)3D打印仿生木材吸声结构具有2个显著的共振频率,分别为300和3 500 Hz。【结论】穿孔率、主孔直径和侧孔深度对3D打印仿生木材吸声结构的吸声性能均有较大影响。3D打印仿生木材吸声结构在低频300 Hz和高频3 500 Hz具有良好的吸声性能,吸声频带宽度增加,与传统木质吸声材料既有相似之处也有明显差异。 相似文献
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以中密度纤维板为基材,通过设计穿孔结构及打孔方式,达到拓宽木质穿孔板吸声频带和提高声学性能的目的。利用分层加工工艺制备了带侧孔结构的穿孔纤维板,采用阻抗管传递函数法对穿孔纤维板吸声性能进行了测试。通过正交试验方法,研究了主孔直径、穿孔率、倾斜角度对穿孔纤维板吸声性能的影响,并获得了较优的制备工艺,随后利用控制变量法研究了侧孔深度对穿孔纤维板吸声性能的影响。试验结果表明:影响穿孔纤维板吸声系数峰值的因素主次顺序为倾斜角度>主孔直径>穿孔率;穿孔纤维板获得良好吸声系数峰值的优选工艺参数为主孔直径3 mm、穿孔率3.14%、倾斜角度30°;增加侧孔结构后,穿孔纤维板在中低频、中高频均表现出良好的吸声特性;侧孔深度对穿孔纤维板中高频共振频率和吸声性能影响较大,当侧孔深度为4 mm时,仿生木材结构穿孔纤维板在中高频段共振频率为3632 Hz,吸声系数峰值可达0.67。本研究为穿孔吸声板的结构设计提供参考,解决了复杂孔型加工的技术难题,对多频段吸声木质穿孔板的工业化应用具有重要意义。 相似文献
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《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2016,(1)
木质穿孔板具备良好的吸声特性,可用于控制噪声和优化室内声环境,且具有一定的强度和尺寸稳定性,已被广泛用做装饰材料。以中密度纤维板(MDF)为基材,利用阻抗管传递函数法测试穿孔率分别为0、3.14%、4.91%和7.07%的木质穿孔板吸声性能,测试时板后空腔为50 mm,分析穿孔率变化对木质穿孔板吸声特性各指标的影响规律,结果表明:随着穿孔率的增加,木质穿孔板的吸声系数峰值有所下降,吸声频带增宽,共振频率往高频方向移动。试验研究得出木质穿孔板的吸声规律与穿孔率的关系,为穿孔板的加工、应用及今后的进一步研究提供了一定的理论支撑。 相似文献
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五种桉树木材的吸声性能 总被引：5，自引：0，他引：5
本文以广西东门林场的人工林尾叶桉(Eucalyptusurophylla),尾巨桉(EucalyptusurophyllaE.grandis),尾园桉(E.urophyllaE.tereticornis),尾赤桉(E.urophyllaE.camaldulensis)和大花序桉(E.cloeziana)木材为主要材料,用驻波管法测试了五种桉树木材的吸声系数,比较了这些桉树木材的吸声性能,结果显示五种桉树木材的吸声系数在频率1000赫兹之内变化不大,之后随频率的增加吸声系数也在增加。在频率200至2000赫兹范围内,五种桉树木材的吸声系数差异不显著,在低频区域,尾叶桉的吸声性能较好。在所测试的声波频率范围内,桉木弦锯板的吸声系数高于径锯板;0.5厘米厚的锯材的吸声性能好于1.0厘米厚的锯材;因此,桉木板材的种类和板材的厚度影响其吸声性能,但五种桉树木材的吸声性能差异不显著。图2表4参6。 相似文献
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《林业科学》2021,(7)
【目的】采用高强度微波对辐射松进行改性处理,探究不同微波功率、处理时间和木材纹理方向对辐射松吸声性能的影响,以提高木材的附加价值、拓展木材的应用领域。【方法】将新采伐的辐射松生材干燥至含水率40%～60%,在不同微波功率(100、120和140 kW)与处理时间(20和30 s)组合条件下处理辐射松木方,获得微波处理材。采用传递函数法测量微波处理材径切面和弦切面的法向吸声系数,探讨不同处理条件下辐射松吸声性能的变化规律,借助光学显微镜和扫描电子显微镜观察辐射松的解剖构造和微波处理前后的微观结构形貌。【结果】微波处理材与对照材相比,密度和含水率显著下降,不同处理条件下辐射松吸声性能均有不同程度提升,吸声系数提高4.79%～201.9%,平均吸声系数最高达0.320;不同条件下微波处理材的吸声系数在1 000 Hz以下的低频范围内变化不显著,吸声系数呈先上升后下降的趋势,在1 000 Hz左右出现吸声低谷,在1 000 Hz以上差异显著,吸声系数随频率升高呈上升趋势;微波功率越大、处理时间越长,处理材吸声性能越好,吸声系数曲线上升趋势越大;处理材弦切面的吸声系数比径切面高9.6%～29.6%,对照材径切面的吸声系数在1 000 Hz以上低于对照材弦切面,在1 000 Hz以下高于对照材弦切面;辐射松弦切面相较于径切面存在丰富的单列木射线和少量纺锤形木射线,微波处理材轴向管胞壁和胞间层出现裂缝,管胞上纹孔膜消失,木材孔隙率和相邻孔隙之间的连通性增加,声波在木材内部传播可更大概率地与孔隙壁摩擦,增加声能损耗从而达到更好的吸声效果;微波功率、处理时间和木材纹理方向与吸声系数的相关性分别为0.519、0.637和0.705,3个变量对吸声系数均有中等程度影响,其中木材纹理方向对吸声性能的影响最大。【结论】辐射松未处理材弦切面和径切面的平均吸声系数分别为0.167和0.106,吸声性能不佳;微波改性处理是提高木材吸声性能的有效方法,但会导致木材微观结构破坏,最佳微波处理工艺为微波功率140 kW、处理时间30 s、木材纹理方向选择弦切面;微波处理材的吸声系数最高达0.320,属于吸声材料范畴。 相似文献
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实木的吸声性能与其微观构造有着紧密的联系,研究实木的吸声性能有着重要的现实意义。本实验利用阻抗管,研究了柳杉木材吸声性能与其纹理方向、厚度、心边材、木材含水率之间的关系。结果表明在纹理方向上横切面的吸声性能最好,边材略高于心材。在1 500~2 500 Hz内,随木材厚度的增加吸声系数不断增加,并且随厚度的增加吸收峰会向低频方向移动,随厚度增加高频的吸声系数会降低,纤维饱和点以下木材吸声性能明显高于纤维饱和点以上的。 相似文献
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《林业工程学报》2021,(3)
由于植物纤维材料中的纤维直径不均匀,因此应用传统经验模型预测其吸声系数存在一定的局限性。而考虑了多孔材料微观结构和吸声系数之间关系的唯象模型,在精确辨识其非声学参数的前提下,可以获得较高的植物纤维材料吸声系数预测精度。以黄麻纤维毡为研究对象,基于阻抗管试验测得的吸声系数,运用粒子群优化算法辨识唯象模型的非声学参数,从而构建了黄麻纤维毡的吸声模型,并基于此模型开展了黄麻纤维毡的吸声特性及其在汽车上的应用研究。结果表明:黄麻纤维毡在高频范围内具有较好的吸声性能,其最大吸声系数可达0.82;基于粒子群优化算法辨识参数所建立的Johnson-Champoux-Allard吸声模型能较好地描述黄麻纤维毡的吸声性能;黄麻纤维毡的吸声系数受孔隙率、黏性特征长度和热特征长度的影响相对较小,其随厚度和流阻率的增大而增大,且吸声系数峰值所对应的频率随曲折因子的增大而向低频区域移动;黄麻纤维毡具有比车用传统毛毡类材料更好的吸声特性,可望替代车用传统毛毡,成为绿色环保的车用吸声材料。 相似文献
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《林业工程学报》2017,(3)
木塑复合材料作为一种新型材料,由于其独特的装饰性能已广泛应用于室内外装饰材料中,开发其声学方面性能是目前室内装饰材料的重要研究方向,具有广阔的发展前景。笔者结合多孔吸声机理与共振吸声机理特性,阐述了吸声材料在吸声结构设计及吸声性能增强等方面的研究进展,重点分析了木塑吸声材料的结构特性与吸声性能。通过归纳分析其他木质复合吸声材料研究成果,提出了在实际使用中改善与提高木塑复合材料吸声性能的几种方法(如发泡法、预留空腔法、蜂窝结构复合法、黏附装饰层法、叠加设计法等)。采用驻波管方法测试木塑吸音板在不同穿孔率与空腔深度的吸声系数,结果表明:在穿孔率为0%和3%的条件下,吸声系数随着空腔深度的增加先上升随后下降;在穿孔率为6%和9%的条件下,吸声系数随着空腔深度的增加而增加。通过以上方法,可以最大限度地增强木塑吸音材料的全频吸声性能,为木塑复合吸声材料在室内设计中的应用提供理论基础。 相似文献
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音板是钢琴最重要的部件之一,是影响钢琴声学品质的关键因素,其制作材料吸声性能好坏很大程度上决定了钢琴音量大小和发音持久性。云杉属木材是制作钢琴音板的主要材料,本研究以4种云杉属径切板木材作为研究对象,采用驻波比法测试了4种木材的吸声系数以及在不同漆膜厚度情况下的吸声系数并进行比较,初步分析了漆膜厚度对云杉属木材吸声性能的影响。结果表明:在无漆膜状态下,麦吊云杉吸收的声能最少;而在有漆膜状态下,除了漆膜厚度是0.15 mm时,4种云杉属木材吸声系能不稳定之外,吸声系数是随着漆膜厚度的增加而增加,即漆膜厚度越小,钢琴音板的吸声性能越差。 相似文献
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丛生竹地板与毛竹地板吸声性能比较 总被引：1，自引：0，他引：1
以国产毛竹地板和印度丛生竹为原料制造的丛生竹地板为主要材料,用驻波管法测试了两种竹地板的吸声系数,比较了它们的吸声性能.结果显示:丛生竹地板的吸声性能好于毛竹地板,丛生竹地板和毛竹地板的平均吸声系数分别为0.231和0.213.在低频段(f≤1 000 Hz),毛竹地板的低频吸声特性优于丛生竹地板;在中高频段(1 000 Hz相似文献
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【目的】利用吸声材料的吸声降噪机制、隔声材料的隔声降噪机制和阻尼材料的阻尼降噪机制,将3种降噪材料以一定形式复合,获得一种兼具吸声、隔声和阻尼性能的新型木质阻尼复合隔声材料,以改善木质材料隔声性能,拓宽木质材料和阻尼材料的应用范围。【方法】先将中密度纤维板(MDF)与橡胶材料在压板温度100 ℃、单位压力3 MPa、加压时间10 min、涂胶量64 g ·m^-2 的工艺条件下进行复合,再利用白乳胶将获得的木质阻尼复合材料与吸声材料粘接,采用小混响室-消声箱法测试复合结构隔声性能,探讨中密度纤维板(MDF)厚度、多孔材料厚度、填充方式、多孔材料种类和阻尼结构等因素对隔声性能的影响。【结果】木质阻尼复合结构中填充聚酯纤维、玻璃纤维和三聚氰胺吸声棉3种不同多孔吸声材料时,在整个频率段,3条隔声性能曲线趋于一致,区别不明显,从减轻复合结构质量及环保角度出发,选择三聚氰胺吸声棉作为填充多孔材料。多孔材料填充方式(BB:利用白乳胶将多孔材料直接粘贴在上下表板上,不含空气层;UU:多孔材料与上下表板不粘接,通过一定厚度空气层分离;BU:多孔材料一侧粘贴在上表板上,另一侧与下表板通过空气层分隔)对复合结构隔声性能具有较大影响,其中BU结构的隔声性能较优。吸声材料与空气层相配合,在不增加复合结构厚度和质量的前提下,可有效提高复合结构的隔声性能,当吸声材料填满空腔时,反而不利于复合结构隔声性能的提高。多孔材料与空气层阻抗不匹配,会增加声波传播途径,声能被损耗。在最佳填充结构的基础上,随着多孔材料厚度从5 mm增加到15 mm,复合结构的隔声性能增加。在低频,共振频率处的隔声性能增加;在临界频率处,多孔材料厚度增加,抑制复合材料的吻合效应,吻合谷变浅,隔声性能增加。MDF厚度增加,复合结构的面密度和刚度增大,可增加复合结构中低频的隔声性能。阻尼结构设计对复合结构隔声性能具有很大影响,自由阻尼结构的耗散能量较小,特别是低频减振效果较差;约束阻尼结构受到振动时,约束层的伸长远远小于黏弹性阻尼层,约束层会阻碍阻尼层的伸长运动;当阻尼层受到压缩时,约束层又会阻碍阻尼层的压缩变形。在阻尼层内除产生拉压变形外,还会产生剪切变形,从而起到比自由阻尼处理更大的耗散振动能作用,阻尼降噪能力更强,可更有效抑制复合结构的共振频率及吻合效应。【结论】表板厚度为6 mm,约束阻尼结构,多孔材料的填充形式为BU结构,填充10 mm三聚氰胺吸声棉和 5 mm 空气层,复合结构的隔声性能较优。 相似文献
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以胶合板、中密度纤维板和刨花板为试验材料,用驻波管法分别测量3种人造板的吸声系数.结果表明:总体上,人造板材料吸声系数随频率增加而增大;增加材料厚度可以略提高低频的吸声系数;厚度相近的胶合板吸声性能要好于其他2种材料;人造板材料的平均吸声系数不到20%,吸声效果并不理想. 相似文献
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竹木复合材吸声性能研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过测试四种结构的竹木复合材在不同频率下的吸声系数,从材料的结构特性和吸声原理入手,分析了不同结构竹木复合材的吸声性能,阐述了不同厚度竹木复合材的吸声特性。四种结构竹木复合材的吸声系数没有显著差异,其吸声系数受声音频率的影响较大。 相似文献
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采用驻波管法对胶合板的吸声性能进行研究,通过对泡桐、杨木、桦木、桉木以及竹胶合板的吸声系数进行测量,探了树种、厚度对胶合板吸声系数的影响。实验结果表明：胶合板成板树种、胶合板厚度对材料的声学性能影响显著,随着厚度的增加其吸声系数有所改善,在一定范围内,树种对胶合板吸声系数影响显著。 相似文献