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,这种声压是什么呢?其实就是列车通过时,车轮与铁轨之间产生的噪音。红色区域表示噪音最强,其次是绿色、蓝色,越接近紫色,噪音就越小。在这两幅图中,上下两个条件只有在设置消音板于车辆左右侧不同。而对比这两幅图,我们会发现令人意外的是,在更广泛的范围内,消音板较低的上方图示出了更加安静的状态。
神户制钢所和神钢建材开发公司生产的一种消音板显示出一种奇特的声音隔离性能。这下面是一张试制品照片。高效吸收声音的原因隐藏在该消音板内部。在以下内容中,我们将实际打开它内部,看看为什么能这样做。
内部有四块极薄的材料(见图1)。从声音源开始,一一排列为带有开孔的小铝片(a)、带有更细开孔的小铝片(b、c),以及未开孔的小铝片或钢片(d)。这些构造是新型消音板使用过的地方,也是上述模拟所用到的新型消音板具有的一个特点。
另一方面,用于吸收直线传播的声音以及防止墙壁或车辆反射并扩散声音进行扩散用的“吸力部分”采用了玻璃棉,而新的开发出的消音板只包含带有开孔的小铝片。在试制品中,从厚度到关键作用中的孔大小来看,a大约为1毫米,而b和c则大约为0.1毫米。至于空气层间距方面,b和c大致保持2-3毫米之间。
其工作原理如同第二个图表所示。当受到声音压力的影响后,这些空气振动穿过这些开口,并因此产生摩擦,使得声能转化成热能。此外,当附近由于气流紊乱而形成旋涡时,由此产生了压力的降低。这便是基本上的吸力原理。
此外,还设定了一定的空气层,以利用穿过每个开口前后的压力差提高其吸力性能,同时减少了每个开放空间,使得空气振动速度加快,从而增加摩擦并提高效率。而未经加工的小铝片或钢片,则起到了隔绝作用。
通过这样的措施,比起原始产品,不仅减少了3-5分贝(A)级的声音量,而且按声能计算减少了半数至三分之一。
当确定这种结构时,对模拟技术作出了重大贡献。在设计过程中以高频声音为目标调整了孔径及开放率等参数,并且整个结构提升了500Hz以上高频区内的吸力系数(见第三个图片)。
相反,只要改变这些条件,就可以适应所有类型的声音特性。如果我们以空气层作为参数进行模拟,可以看到改变每一段空气层厚度就会导致不同的效果,如同第四张图片所示那样展现出来。
与使用玻璃棉制作原始产品相比,即使采用相同数量但更薄的地基也能够发挥出与原始相同甚至更好的效果,因此还可能被用于通常不需要消费类别以外的情景,比如说可以应用于新干线铁路车厢。如果这个目的得到实现,无论你是否正在旅行,都将享受一个更加安静环境。一文结束处:http://www.nonoise.com.cn/badmin/default.asp