木質(zhì)穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲性能及模擬仿真研究.pdf

1、中密度纖維板(MDF)具有靜載荷強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)、防水性較好等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。以該材料為基材加工的木質(zhì)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)符合吸聲材料無(wú)纖維化的發(fā)展趨勢(shì)。本文以MDF木質(zhì)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其吸聲性能進(jìn)行深入研究，旨在發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)吸聲性能的變化規(guī)律，為發(fā)展先進(jìn)吸聲結(jié)構(gòu)提供方法論的基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
　　課題研究主要采用了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和計(jì)算機(jī)模擬仿真的方法，將木材學(xué)、建筑聲學(xué)、有限元理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)交叉運(yùn)用，確保了研究基礎(chǔ)的廣

2、泛性和研究結(jié)果的可靠性。
　　研究針對(duì)吸聲結(jié)構(gòu)的不同狀況利用駐波管法對(duì)其吸聲系數(shù)進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試，并且運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件SPSS進(jìn)行了吸聲結(jié)構(gòu)各影響因素間的相關(guān)性分析。為了檢驗(yàn)MDF木質(zhì)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)對(duì)建筑聲場(chǎng)的影響，通過(guò)聲場(chǎng)仿真軟件ODEON，模擬了某建筑指定表面賦予本文研究的穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)后室內(nèi)聲壓級(jí)和混響時(shí)間的分布狀況，分析結(jié)果證實(shí)了木質(zhì)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在改善音質(zhì)和控制噪聲方面所起的作用。
　　通過(guò)駐波管現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)

3、MDF木質(zhì)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)具有以下吸聲規(guī)律:隨著孔徑的減小，結(jié)構(gòu)的高頻吸聲性能得以提高;穿孔率是影響吸聲結(jié)構(gòu)高頻吸聲性能的主要因素;板厚主要影響吸聲結(jié)構(gòu)的高頻吸聲性能，厚度增加，共振頻率稍向低頻方向移動(dòng);隨著板后空腔深度的增加，結(jié)構(gòu)的低頻吸聲性能增強(qiáng);當(dāng)有空腔深度時(shí)，在低頻范圍，較小穿孔率吸聲性能好，但在較高頻率范圍，較大穿孔率吸聲性能好?？仔螤顚?duì)結(jié)構(gòu)的吸聲性能幾乎沒有什么影響，所以穿孔應(yīng)采用加工工藝性好和易于清掃的圓孔;從孔的排列方式看

4、，不管穿孔板上的孔為非均勻排列組成美麗的圖案，還是孔均勻排列，板厚、穿孔情況完全相同的的兩塊穿孔板，其吸聲規(guī)律基本上是一致的。有無(wú)飾面對(duì)吸聲性能影響不大，故可在制作穿孔板的MDF上覆以飾面，以期獲得最佳的聲學(xué)和裝飾綜合效果。
　　為了使工程師在設(shè)計(jì)之初就能預(yù)測(cè)吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能，計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)是現(xiàn)代吸聲科學(xué)研究的必然發(fā)展趨勢(shì)。本文在駐波管法實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用了有限元法對(duì)木質(zhì)穿孔板的吸聲性能進(jìn)行模擬仿真。具體過(guò)程包括:實(shí)體建

5、模、網(wǎng)格劃分、施加載荷、求解和顯示結(jié)果等工作。有限元法研究結(jié)果表明:有限元分析軟件ANSYS用于木質(zhì)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能分析效果顯著。在聲壓級(jí)分布圖上，在所建模型的聲源與被測(cè)材料之間形成了多個(gè)峰、谷交替存在的聲壓分布區(qū)，這與駐波管實(shí)驗(yàn)設(shè)備的測(cè)試結(jié)果是相符的。穿孔板各結(jié)構(gòu)參數(shù)和聲源頻率改變，求解的結(jié)果亦隨之發(fā)生相應(yīng)地變化。模擬仿真與駐波管法所得到的吸聲系數(shù)曲線分布趨勢(shì)相同，經(jīng)誤差分析，3個(gè)算例中的最大誤差為6.73％，最小為3.11％