В природе летучие мыши используют ультразвуковую эхолокацию, чтобы найти свою добычу, и в то же время у добычи также развилась защита: некоторые мотыльки могут эффективно поглощать ультразвуковые волны через тонкие структуры на своих крыльях, чтобы избежать звуковых отражений, раскрывающих их местоположение.Это первый случай, когда ученые обнаружили акустические материалы в природе.Хотя крылья мотылька нацелены на ультразвуковые волны (частота вибрации превышает 20 000 Гц), их принципы звукопоглощения согласуются со всеми видами звукопоглощающих материалов, которые мы видим в нашей жизни, но последние подстраивают подобную конструкцию под частоту диапазон (20–20 000 Гц) соответствует человеческому слуху.Сегодня поговорим о вспененных материалах, связанных с NVH.
Звук возникает в результате вибрации объекта и представляет собой волновое явление, которое распространяется через среду и может восприниматься слуховым органом человека.NVH относится к шуму (шуму), вибрации (вибрации) и резкости (резкости), из которых шум и вибрация ощущаются нами наиболее непосредственно, тогда как резкость звука в основном используется для описания субъективного восприятия вибрации и шума человеческим телом. .ощущение дискомфорта.Поскольку эти три явления проявляются одновременно в механической вибрации и неразделимы, их часто изучают вместе.
Как показано на рисунке ниже, когда звук проникает в материал или поверхность акустического конструктивного элемента, часть звуковой энергии отражается, часть ее проникает в материал, а часть поглощается материалом, что Это трение между звуком и окружающей средой во время распространения или удар материала компонента.Вибрация – процесс, при котором звуковая энергия преобразуется в тепло и теряется.Вообще говоря, любой материал может поглощать и отражать звук, но степень поглощения и отражения сильно различается.
NVH-материалы в основном делятся на две категории: звукопоглощающие материалы и звукоизоляционные материалы.Когда звуковая волна попадает в звукопоглощающий материал, она вызывает вибрацию воздуха и волокон в материале, а звуковая энергия преобразуется в тепловую энергию, и часть ее будет расходоваться, как при ударе по губке. ударить кулаком.
Звукоизоляционный материал — это материал, используемый для блокировки шума, точно так же, как удар кулаком по щиту и его прямая блокировка.Звукоизоляционный материал плотный и непористый, звуковым волнам трудно проникнуть, и большая часть звуковой энергии отражается обратно, чтобы достичь эффекта звукоизоляции.
Вспененные материалы с пористой структурой обладают уникальными преимуществами в звукопоглощении.Материалы с плотной микропористой структурой обладают даже хорошим звукоизоляционным эффектом.Обычные акустические пены NHV включают полиуретан, полиолефин, резиновую смолу и стекло.Пенопласт, металлическая пена и т. д. из-за различных характеристик самого материала эффект звукопоглощения и шумоподавления будет разным.
Полиуретановая пена
Пенополиуретановый материал имеет уникальную сетчатую структуру, которая может поглощать большое количество энергии входящей звуковой волны для достижения хорошего эффекта звукопоглощения и в то же время обладает высоким отскоком и хорошей буферной функцией.Однако прочность обычного пенополиуретана низкая, а звукоизоляционный эффект плохой, а его звукопоглощающие характеристики со временем уменьшаются.Кроме того, при горении образуется токсичный газ, вредный для окружающей среды.
Пенополиолефиновый материал XPE/IXPE/IXPP
XPE/IXPE/IXPP, химически сшитый/электронно сшитый полиэтилен/полипропиленовый вспененный материал, обладает естественным звукопоглощением, теплоизоляцией, амортизацией и защитой окружающей среды, а его внутренняя тонкая независимая пузырьковая структура хороша для звукоизоляции и снижения шума.Превосходное представление.
резиновая пена
Вспененная резина является идеальным материалом NVH, а такие материалы, как силикон, этилен-пропилен-диеновый каучук (EPDM), нитрилбутадиеновый каучук (NBR), неопрен (CR) и бутадиен-стирольный каучук (SBR), лучше, чем предыдущие. два материала., Плотность выше, а внутренняя часть полна небольших пустот и полуоткрытых структур, которые легче поглощают звуковую энергию, труднее проникают и ослабляют звуковые волны.
пена из меламиновой смолы
Пена из меламиновой смолы (меламиновая пена) является отличным звукопоглощающим материалом.Он имеет трехмерную решетчатую структуру с достаточным количеством отверстий.Вибрация поглощается и поглощается, а отраженная волна может одновременно эффективно устраняться.В то же время он обладает более многофункциональными и сбалансированными преимуществами, чем традиционные пенопластовые материалы, с точки зрения огнестойкости, теплоизоляции, легкого веса и формы обработки.
пенопластовый алюминий
Добавьте добавки в расплавленный чистый алюминий или алюминиевый сплав и отправьте его в пенообразователь, впрыскивайте газ для образования жидкой пены и затвердевайте жидкую пену для образования металлического материала.Он обладает хорошей звукоизоляционной способностью, а характеристики звукопоглощения относительно долговечны, эффективный срок службы может достигать более 70 лет, и его можно перерабатывать и повторно использовать на 100%.
пеностекло
Это неорганический неметаллический стеклянный материал, изготовленный из битого стекла, пенообразователя, модифицированных добавок, ускорителя вспенивания и т. Д., После тонкого измельчения и равномерного смешивания, затем плавления при высокой температуре, вспенивания и отжига.
В реальной жизни часто не существует материала, который мог бы полностью поглощать звуковые волны в разных диапазонах частот, и ни один материал не мог бы безупречно работать в различных приложениях.Чтобы добиться лучшего эффекта звукопоглощения, мы часто видим сочетание вышеупомянутых акустических пен и их с типами звукопоглощающих/звукоизоляционных материалов для образования различных композиционных материалов, армированных пенопластом, и в то же время для достижения эффекта. звукопоглощения материала и структурного звукопоглощения, чтобы достичь звукопоглощающих характеристик материалов в различных частотных диапазонах высоких и низких частот.Например, композитный процесс акустической пены и различные нетканые процессы могут в полной мере использовать уникальную трехмерную структуру последнего для более эффективного снижения вибрации звуковых волн, создавая бесконечные возможности для звукопоглощения и снижения шума;) Композиционный материал сэндвич-слоя из пеноматериала, две стороны обшивки соединены материалом, армированным углеродным волокном, который имеет более высокую механическую жесткость и более высокую ударную вязкость, что обеспечивает лучшее поглощение ударов и снижение шума.
В настоящее время вспененные материалы NVH широко используются в транспорте, строительном машиностроении, промышленном шумоподавлении, автомобилестроении и других областях.
Транспорт
Строительство городского транспорта в моей стране вступило в стадию быстрого развития, и шумовые помехи, связанные с шумом от автомобилей, поездов, городского железнодорожного транспорта и поездов на магнитной подвеске, привлекли широкое внимание.В будущем акустическая пена и ее композитные материалы будут иметь большой потенциал применения в звукоизоляции и шумоизоляции автомагистралей и городского движения.
строительные работы
С точки зрения архитектуры и конструкции, помимо хороших акустических характеристик, к материалам предъявляются чрезвычайно высокие требования по безопасности, а огнестойкость – жесткий показатель, который невозможно обойти.Традиционные пенопласты (такие как полиолефин, полиуретан и т. д.) огнеопасны из-за собственной воспламеняемости.При горении они плавятся и образуют капли.Горящие капли быстро вызовут распространение огня.Чтобы обеспечить соответствие соответствующим нормам и стандартам в отношении огнезащитных материалов, часто необходимо добавлять антипирены, многие из которых разлагаются при воздействии тепла и высоких температур и выделяют большое количество дыма, токсичных и едких газов.вызывают вторичные катастрофы и загрязнение окружающей среды.Таким образом, в области строительства акустические материалы с огнестойкостью, низким дымом, низкой токсичностью и эффективным снижением пожарной нагрузки столкнутся с этой прекрасной возможностью развития рынка, будь то коммерческие здания, такие как спортивные площадки, кинотеатры, гостиницы, концертные залы, и т. д. жилые дома.
Снижение промышленного шума
Под промышленным шумом понимается шум, производимый на заводе во время производственного процесса из-за механической вибрации, фрикционного воздействия и нарушения воздушного потока.Из-за большого количества и разбросанных источников промышленного шума типы шума более сложны, а источники непрерывного звука на производстве также трудно идентифицировать, что довольно сложно контролировать.
Таким образом, контроль шума в промышленной зоне предполагает сочетание таких мер, как звукопоглощение, звукоизоляция, снижение шума, снижение вибрации, снижение шума, устранение структурного резонанса и звукопоглощающая изоляция трубопровода, чтобы восстановить шум до приемлемого уровня. приемлемый уровень для людей.степень, что также является потенциальной областью применения акустических материалов.
производство автомобилей
Источники автомобильного шума можно в основном разделить на шум двигателя, резонансный шум кузова, шум шин, шум шасси, шум ветра и внутренний резонансный шум.Снижение шума в салоне значительно повысит комфорт водителя и пассажиров.Помимо повышения жесткости шасси и устранения области низкочастотного резонанса с точки зрения конструкции, устранение шума в основном устраняется за счет изоляции и поглощения.С точки зрения энергосбережения используемые материалы должны быть легкими.С точки зрения безопасности материалы должны обладать огнестойкими и термостойкими свойствами.Появление акустической пены и различных многофункциональных композиционных материалов открывает новые возможности повышения шумостойкости, безопасности, надежности, энергосбережения и защиты окружающей среды транспортных средств.
Время публикации: 17 августа 2022 г.