在这里,有两幅图像。初看之下,它们似乎是在展示温度分布,但实际上,这些图像是在模拟声压分布的结果。要知道,这些声压就是列车行驶时,车轮与铁轨之间产生的噪音。当声音最为强烈时,是红色区域;绿色和蓝色区域的声音较弱,而靠近紫色的区域,声音就越来越小。在这两幅图中,上下两个条件只有在消音板的位置不同而已。通过对比这两幅图,我们会惊讶地发现,在更广泛的范围内,消音板较低的上图显示出了更安静的情况。
神户制钢所和神钢建材开发制造了一种具有特殊静音性能的消音板。这部分内容是关于试制品的一个介绍。你想知道高效吸音背后的秘密吗?让我们打开它,看看内部究竟发生了什么……
高效吸音背后的原因
内部有四块极薄的金属板(见图1)。从声音源的一侧开始,每一块都是由带有开孔的小铝板(a)、两个带细开孔的小铝板(b、c)以及一个没有开孔的小铝或钢板(d)构成。这也是用来做模拟测试新型消音板结构所采用的设计。
另一方面,用于制作下方模拟数据使用的是原有的产品。这个产品在处理直线传播的声音并防止墙壁或其他物体反射声音以扩散方面使用了玻璃棉。而新的消油盘只设置了带有开孔的小铝片作为吸收直线传播的声音和防止反射扩散的手段之一。在试制品中,可以看到每个环节都精心考虑过:a中的孔口大约是1毫米,b和c中的孔口大小约为0.1毫米,而间隔则大致为2到3毫米。
至于吸油原理,如同你能看到的那样,当空气被声波推动振动后穿过这些小洞时,就会产生摩擦,从而将声能转化为热能。此外,当周围形成涡流导致附近压力降低时,这也是基本上的吸油过程。
此外,还设有一层空气分隔层,以利用穿过小洞前后产生的大气压差提高其性能,并减少开放空间,使得空气振动速度加快,从而增加摩擦力提升效果。而未经加工的小铝或钢片,则起到了隔绝作用。
通过这些措施,比起原来的产品,该设计能够减少3到5分贝(A)的噪声水平,即按照声能计算,可减少一半到三分之一。
在确定这一设计结构的时候,最关键的是神户制钢所拥有的模拟技术。当它们针对高频区进行调整并优化各个参数时,他们已经成功地提高了该材料在500赫兹以上频率区对于吸油系数值得注意的是,与改变某些条件相比,只需改变每个空气层厚度即可获得如同你可以看到那样的不同状态。
与使用玻璃棉的原始产品相比,即使是更薄也可以实现与原始相同甚至更好的效果,因此该材料还可能用于除了普通屏障以外的地方,比如新干线火车车身。如果这种应用得到实施,无论出差还是旅行,都可以享受更加安静环境。