在这两幅图中,初看之下仿佛是温度分布,但实际上,它们展示的是声压分布的模拟结果。这里所说的声压,其实就是列车行驶时车轮与铁轨间产生的噪音。红色区域表示声音最为强烈,而绿色、蓝色的区域则依次降低,越接近紫色区域的声音就越小。比较这两幅图,我们可以发现,在消音板设置较低的情况下的上图,在更广泛的范围内展现了更加安静的状态。
神户制钢所和神钢建材开发合作研发了一种具有独特静音性能的消音板。这张照片展示的是他们试制出的产品,这块高效吸音材料内部隐藏着其工作原理。
这种高效吸音材料由四层极薄板组成(如图1所示)。从声音源一侧开始,每层都有不同的构造:带开孔的铝板(a)、带细开孔的两个铝板(b、c)以及未开孔或仅仅是铝或钢板(d)。这些构造也是新型消音板在模拟声压分布时使用到的设计。
相比之下,另一种使用玻璃棉作为吸收直线传播声音并防止反射扩散的声音抑制部分。在新开发的消音板中,只有带有开孔的小口尺寸约为1毫米,而其他两个小口尺寸约为0.1毫米。开口之间隔离距离大约在2到3毫米之间。
根据吸油原理,如同图2所示,当空气通过这些打开的小孔时,由于摩擦作用会将声能转化为热能。此外,由于气流不均匀形成旋涡使得局部压力减少,这正是基本上的吸油原理。
此外,还存在空气层,使得穿过小孔前后产生的一定压力差提高了吸油性能,并且减少了每个小口大小,使得空气振动速度加快,从而增加了摩擦力,加强了油性。而未经加工的小口则起到了隔绝作用。
通过这样的结构调整,比起原始产品,噪声水平降低了3至5分贝(A),按比例计算,可减少50%至33%的声音量级。此设计得益于神户制钢所拥有的先进模拟技术,他们对试验品进行精确调校,以专门针对高频区500Hz以上进行优化,从而提升其在这个频率范围内的大量潜力的利用率(见图3)。
换言之,只要调整这些参数,就可以适应各种不同类型的声音特征。例如,对于改变每一层空气层厚度进行模拟分析显示出完全不同的效果,如同图4描述的情形。
相比那些采用玻璃棉材料制作出来的人类消费品,即便是一般厚度也能够提供与它们相同甚至更好的隔绝效果,因此它还期待应用于通常情况下用于隔绝声音的地方,如新干线列车车身。如果这一目标实现,那么无论是在出差还是旅行期间,都将享受到更加宁静舒适的心境环境。本文来源:http://www.nonoise.com.cn/badmin/default.asp