两种多层复合木质吸声板的试验研究

黄景达，杨 康，苏初旺，潘 俊，孙金菊，周根记

（广西大学 林学院，广西 南宁530003）

1 引言

木质人造声学板，因其良好的吸音性能、装饰性、节能环保、安装简易及易于实现大规模标准化生产等多项优点，已在国内外厅堂声学工程中得到广泛应用，但木材、人造板吸声系数较低［1，2］，普通的孔＋槽结构声学板在低频段吸声系数亦较低，为拓宽吸声频域及增强装饰效果，本文用米老排薄板为贴面，选择两种结构的吸声板进行研究、测试，比较复合板吸声系数，以求为构建良好的吸音效果提供科学依据。

2 木质复合声学板的结构设计和制作

根据材料的吸音原理，课题设计孔＋槽结构复合板和变截面复合板进行吸声系数的测试比较。

2.1 孔＋槽结构复合板

板上开槽，基材上开孔，其结构剖面图如图1所示。

图1 孔＋槽结构剖面

试件采用普通中密度纤维板作基材，筛网作为中间层，目的是引入微孔结构，使用米老排薄板作为贴面板以增强装饰效果［3］。基材、筛网和米老排薄板使用压机进行冷压成型，最后在底层贴上吸声薄毡，即完成试件制作。

2.2 变截面结构复合板

根据马大猷先生的微穿孔理论，微孔的声阻抗主要由3个部分组成：微孔自身的声阻抗、空气进出微孔时所产生的声辐射阻抗和空气沿障板流动所致的摩擦损耗，其中，微孔自身的声阻抗是板的声阻抗的主要部分，其余两者则作为修正项计算，变截面微穿孔板可以沿两孔连接处将板分成两块不同孔径的传统微穿孔板，这时，板就可看作是这两部分的串联组合，孔的截面在某一深度发生突变。这一突变使声阻抗增加，从而吸声性能变好［4－6］。根据这些原理，课题将变截面微穿孔结构引入，设计了变截面结构复合板，其结构剖面图图如2所示。

图2 变截面微穿孔板复合板剖面示意

试件制作的材料和方法与孔＋槽结构复合板相同。

2.3 试件参数

不同结构尺寸对木质复合板吸音系数的影响，课题设计了几组不同的孔槽结构尺寸进行试验，参数如表1、2所示。

表1 变截面结构试件参数

表2 孔＋槽结构试件参数

3 吸声系数的测试

采用驻波管法测定吸声系数，试样为Φ100mm的圆柱形，测试按照GBJ88－85《驻波管法吸声系数与声阻抗测量规范》进行。试验设备：声望公司SWZ双通道声学分析仪。

4 结果与分析

4.1 微穿孔结构对吸声系数的影响

图3中，普通孔＋槽板为无筛网结构板，A1为变截面微穿孔结构板，D1是孔＋槽微穿孔结构板。

图3 有无微穿孔结构吸声特性曲线的比较

图3可看出，有微穿孔结构吸音板中低频率段吸声系数显著提高，而在高频段则没有多大的变化，说明该微穿孔结构使吸音的频率拓宽，其在所有频段吸声系数均在0.6以上，说明它是良好的宽频吸声结构。

4.2 结构类型对吸声系数的影响

由图3可知，在100～150Hz的低频段，变截面结构比孔＋槽结构的吸声系数要高0.15左右。其它频段则不太明显。

4.3 贴面板厚度对吸声系数的影响

图4为变截面板结构，不同厚度贴面板吸声系数曲线比较。

图4 变截面板结构不同厚度贴面板特性曲线比较

由图4可看出，从整体看，两种复合板的吸声性能大小差异不是很大，说明贴面板厚度对吸声性能影响不大。

［1］陈瑞英.十种主要用材吸声性能的实验研究［J］.福建林学院学报，1994，14（4）：306～310.

［2］冮贵军.木质人造板的吸声性能试验分析［J］.林业科技，2008，33（2）：51～53.

［3］徐 良.南方优良速生树种——米老排［J］.热带林业科技，1984（2）：53～60.

［4］马大猷.微穿孔板吸声结构的理论和设计［J］.中国科学，1975，1（1）：38～50.

［5］马大猷.微穿孔板结构的设计［J］.声学学报，1988，13（3）：174～180.

［6］胡永康，胡永刚，黄 健.宽频变腔高阻微穿孔吸声板的设计［J］.噪声与振动控制，2007（6）：107～109.