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共振吸聲結構

共振吸聲結構，和多孔吸聲材料相比，一般吸聲的頻率范圍較窄，吸聲效率較低，但是它的優(yōu)點是具有較好的低頻吸聲效果，吸收的頻率容易選擇和控制，從而可以彌補多孔吸聲材料在低頻區(qū)域吸聲性能的不足。在廳堂的聲學處理和噪聲控制中，常常用到各種形式的共振吸聲結構。

1、薄板共振吸聲結構

將不透氣的薄板固定在剛性壁前一定距離處，就構成了板共振吸聲結構。這個由薄板和空氣層組成的系統(tǒng)可以視為一個由質量塊和彈簧組成的振動系統(tǒng)，當入射聲波的頻率和系統(tǒng)固有頻率接近時，板就產生共振，內部摩擦將聲能轉換為熱能耗散掉。其主要吸聲范圍在共振頻率附近區(qū)域。

增加板的面密度和空氣厚度，可以使結構的共振頻率向低頻區(qū)域移動。常用的板共振結構的共振頻率處于80～300Hz的頻率范圍，吸聲系數(shù)可達0.2～0.5。

薄板共振吸聲頻率范圍很窄，只能作為以共振頻率附近頻域為主要吸聲范圍的結構。通過兩個途徑可以適當展寬它的有效吸聲范圍：一是采用密度很小的薄板進行多層組合;二是在空腔中填充多孔材料以增加板振動的阻尼。如果在板與龍骨之間增加海綿、毛氈、軟橡膠等彈性材料層，也可以改善整個結構的吸聲特性。

2、薄膜共振吸聲結構

吸聲結構中采用的膜狀材料，是指剛性很小、沒有透氣性、受力拉張后具有彈性的材料，如塑料膜、帆布等。

常用膜狀共振吸聲結構的共振頻率在200～1000Hz范圍內，共振頻率鄰近頻域的吸聲系數(shù)一般為0.3～0.4。膜狀材料主要用于中頻范圍的吸聲，非常薄的膜共振結構其共振頻率可處于高頻范圍。在實用中，為改善吸聲性能，可在其背后空氣層內充填多孔材料。

3、單腔共振吸聲結構

單腔共振吸聲結構既亥姆霍茲共振吸聲器。

單腔共振吸聲結構由一個剛性容積和一個連通外界的頸口組成?？涨恢械目諝饩哂袕椥裕愃朴谝粋€彈簧;頸口處的小空氣柱相當于質量塊，組成一彈性系統(tǒng)。當聲波入射到頸口時，由于孔頸處的摩擦阻尼，使聲能變?yōu)闊崮?。當入射聲波頻率等于共振結構的固有頻率時，孔頸處的空氣柱發(fā)生共振，此時此地的振速為極大值，相應吸收的聲能量大。外界頻率偏離共振頻率時，振速相應減小，聲能吸收也變少。

這種吸聲結構吸聲頻帶較窄，具有較強的頻率選擇性，多用于低頻有明顯音調噪聲的吸收。一般情況下，都是多個共振腔組合使用，很少單獨使用，通過調節(jié)各腔的結構尺寸來適應不同頻率的吸收。

如果想展寬共振吸聲結構的有效吸聲頻帶范圍，可以在頸口處放置一些多孔吸聲材料，或放一層薄的紡織物，以增加頸口處的聲阻。對一定的聲阻來說，振速越大，消耗的聲能越多，聲阻只有加在速度極大處才有明顯的吸聲效果。在空腔內填充多孔吸聲材料，也可改善共振效應，但效果不會太大。因空腔中的平均速度接近于零，不能發(fā)揮聲阻的效用，充填不得當，還容易減弱原有的共振效應。

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（責任編輯：xll）

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