000双层串联微穿孔板消声畦计与试验

DOI:10.13433/j.cnki.1003-8728.2010.08.0082010 年 第 29 卷 8月 第8 期 机械科学与技蔯hanical Science and Technology for Aerospace Engineering August Vol． 29 2010 No． 8双层串联微穿孔板消声畦计与试验侯献军， 田翠翠， 裂辗（ 武汉理工雌倒こ萄г海 武汉 430070 ）侯献军要： 针对某抽气泵排气噪音从超过 80 dB （ A） 降低至 72 dB （ A） 以下的要怯τ梦⒋┛装逦 体理论， 设计单层串联微穿孔板消声撇⒅谱惺匝椤 结果表冒消声片 最殆噪声降低尤为矛 消声量达到了 10 dB （ A） ～ 值不少于 67 dB （ A） 。且在 1000 Hz ～ 2500 Hz 频段， 20 dB （ A） ， 满足了设计的目标， 验证了理论与实际的一致性。 词： 双层串联微穿孔板； 消声粕杓疲 试验 8728 （ 2010 ） 08109403 中图分类号： TB535 文献标识码： A 文章编号： 1003关 键Design and Test of a Double Layer Micropunch Plate MufflerHou Xianjun，Tian Cuicui，Liu Zhien，Yan Fuwu（ School of Automobile Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070 ）Abstract： An air extracting pump is required to reduce the noise from 80 dB （ A ） to 72 dB （ A ） ． To solve the problem ，a double layer micropunch plate muffler is designed on the basis of the theory of microperforated panel absorber and a sample is made for test． The results show that with installation of the muffler，the maximum noise is less than 67 dB （ A） ． The noise is dropped obviously between 1 ， 000 Hz ～ 2 ， 500 Hz and sound deadening capacity reaches to 20 dB （ A） ． The results fully achieve the design objective and verify the consistency of theory and practice． Key words： double layer micropunch plate； muffler； design； test 微穿孔板是一种高声阻、 低声质量的共争 具有良好的宽频吸收特征。

它把禁材 体， 料的坯料，穿以直径大于 1 mm 的微孔， 再加板壕哂星褰唷 无污染、 耐低温、 耐腐蚀、 能承受 腔组成， 高速气霖点 。 在高温情楷 其相对声 ， ， 阻将变炊陨柿勘湫 共帐系移动， 频带宽度增大［2 ， 3 ］ ［1 ］双层结构之间的构架参数的匹配是唤坦且较宽 ［4 ］ 的吸收 频 带 的 关 键 。 Kimihiro Sakagami 和 Masayuki Morimoto 等人设计了圆形直径的微穿孔板结 构［5 ］。Z． M． Zhang 和 X． T． Gu 对双层结构共沾共帐进行了估算， 考察了多组结构参数的单层 ［6 ］ 微穿孔板的吸声性能 。 笔者针对某抽气泵， 设计 愁双层串联微穿孔板消声撇⒅谱 了实验测试。 1 双层串联微穿孔板原理。 与双层微穿孔板吸声体相比，双层串联微穿孔板具有更好的宽频吸声特性 。马丛 1975 年发表了关于微穿孔板吸声结构的论文 ， 建立了微穿孔板吸声结构的理论［1 ］。 毛东兴、 王佐弥了双层结构在不同声场中的吸声特性 ， 指出收稿日期： 2009 － 06 － 28 “十一五” 863 计划工程（ 2009AA064805 ） 资助 基娇： 国家 缀 侯献军（ 1973 － ） ， 副教授， 硕士， 研究方息动机排放 houxj@ whut． 控制与电控技 汽车及内燃机 CAD / CAE， edu． cn双层串联微穿孔板是在双层微穿孔板结构毫徊阄⒋┛装搴涂涨还钩桑 可以让频带系方 瞎， 而高频吸收不受影响， 并在整给范围内 ［7 ］ 噪声吸收量 。

其构造和等效电路图如图 1 所 示。根据等效电路图， 可谦层串联结构的相对 声阻抗。第8 期侯献军等： 双层串联微穿孔板消声畦计与试验1095c = 340 m / s。 统一单位， 长度用 mm， 频率用 的声速， Hz， 比值 p 用百分数。 2 设计研发首先确认吸收速率范围， 切心频率 f0 及相 f2 － f1 。 频率范围由实际测得。 噪声 对频带半尺寸 f0 降噪目标是 75 dB （ A） 以下。 源为某抽气泵， 声学检测仪泼 m20611 型精密噪声频谱分 可进行辅网络倍频程和 1 /3 倍频程测量。 维 测量上限为 130 dB ， 测量误差符合 IEC61672 。 测量 时进入一刚的安静的环境下， 背景噪声可翰患啤Ｆ灯追治胖玫奈恢么τ谂牌谥行南 45° ， 距离为 0. 3 m。测得的排气噪声频谱见图 2 。图1 双层串联微穿孔板结构及其等效电路z a = R a1+jwm a1+1 jwC a1R a2 + jwm a2 + R a2 + jwm a2 +1 jwC a21 1 + jwC a2 jwC a1（ 1）m a1 、 R a2 、 m a2 分鲍层串联微穿孔板外 式中： R a1 、 C a2 分卑、 层及外层的声阻及声质量； C a1 、 后空［8 ］ 7］ ， 腔的声顺 。

根据文献［ 在设计单层微穿孔板 可以先设计疾争结构， 然河次级共 时，2抽气泵排气噪音频谱图粘。设计时必须确认的参数如下 f0 = 槡 f1 f2 （ f2 － f1 ） B = f0 d = t = k 槡 10 / f0 k2 16 + 2 2d kr = +槡 k 4 8t （ 2） （ 3） （ 4）根据测得的频谱来看， 需要消除的噪音频段集中 在 1000 Hz 到 2500 Hz 之间。疑式（ 2） 确定 f0 为 1600 Hz， 计算 B 为 0. 94， 由于吸声系数对 r 值很不灵 k 值要 取 得 较 ?， 梦吮阌诩庸ぃ 根 据 文 献［ 10］ ， k 取 5， r 取 0. 5 可满足应曲入式（ 4 ） ， 算得 d 为 0. 4， 襱 = 0. 4， 由型 （ 5 ） ， 式 （ 6 ） 得 p = 1. 6， 由式 （ 7） 得 b = 3， 最航（ 8） 算得 D 为 21， 即 D1 = 21， 根 9］ 据文献［ 查得 D2 / D1 为 1 / 3， 得到 D2 为 7。双层串 联微穿孔板消声乒见图 3。槡（ 5） （ 6） （ 7） （ 8）p = b = D =32 ηk r t × 10 3 rρcd2槡78. 5 d2 % pBc × 10 3 （ 1 + r ） × 2 π f0式中： f0 为中心频率； f1 ，f2 分辈帐的廉价 和高档值； B 为相对半宽度； d 为微穿孔板孔径； t 为 板簁 r 为声阻常数； k 为穿孔板常数； p 为穿孔率； r 为相对声阻； b 为微穿孔孔心距； D 为空腔酣 外层 9］查得 D2 / D1 ， 空腔篋1 = D， 由文献［ 得到内层－5 η = 1. 789 × 10 空腔篋2 ） ； η 为空气粘滞系数， 3 kg / m·s； ρ 为空气体积， ρ = 1. 2 kg / m ； c 为空气中3双层串联微穿孔板消声乒按照上面的设计试制样件，样件采用方形单层 微穿 孔 板 结 构10 000层的房子， 微 穿 孔 板 板 4 mm， 孔 径 0. 4 mm。

内内降至目标 值 75 dB （ A） 以下， 体现了微穿孔板消声祈频消 声特性。

最殆值不低于 67 dB （ A） ， 满足设计目 。 1000 Hz ～ 2500 Hz 频段， 噪声下 标的要乔以 降尤为矛 消声量达到了 10 dB （ A ） ～ 20 dB （ A ） ， 说鸣泣声系数在这肝范围内非常 验证了设计的正确性。（ 上接第 1093 页） ［ 参考文献］［ 1］ 裂． 锗 的要 用 与 发 展前景［J］． 有色接 稀 土 应 用，199710 000层的房子， （ 4 ） ： 53 ～ 55 ［ 2］ 郑能日嗟挠τ糜胧谐》治］． 广东微量元素科学， 1998 ， 5 （ 2 ） ： 12 ～ 18 ［ 3］ 蒋荣华， 肖顺珍． 砷化镓材料的演进与前景［J］． 世界有色?2 ， （ 8 ） ： 7 ～ 13 剩 4］ 韩红佣辏 赵奕． 应 AFM 研究单晶硅锗的超精密车螶］ ． 工具技?000 ， 34 （ 2 ） ： 22 ～ 25 面微观形貌［ ［ 5］ 卢袁 停． 硬脆光学晶体材料超精密切羡研究综 J］ ． 机械工程学报， 2003 ， 39 （ 8 ） ： 15 ～ 21 剩 6］ Ho K H，Newman S T，Rahimifard S，et al． State of the art in wire electrical discharge machining （ WEDM） ［J］ ． International Journal of Machine Tools ＆ Manufacture，2004 ， 44 （ 1213 ） ： 1247 ～ 1259 ［ 7］ 迁， 黄椰 莲等． 进电模式对太讯硅体电阻影 2008 ， （ 4 ） ： 24 ～ 28 响的基础研究［J］． 电加工与模具， ［ 8］ 高长水， ． 电加 恋ゾЧ璨牧系缁庸な匝檠芯浚跩］ 2003 ， （ 5 ） ： 46 ～ 48 工与模具， ［ 9］ Luo Y F，Chen C G，Tong Z F． Investigation of silicon wafering by wire EDM ［J］． Journal of Materials Science，1992 ， 27 （ 21 ） ： 5805 ～ 5810 ［ 10］ Kunieda M，Ojima S． Improvement of EDM efficiency of silicon ． Precision Engineering single crystal through ohmic contact［J］ （ USA） ， 2000 ， 24 （ 3 ） ： 185 ～ 190 ［ 11］ Peng W Y，Liao Y S． Study of electrical discharge machining technology for slicing silicon ingots［J］． Journal of Materials Processing Technology， 2003 ， 140 ： 274 ～ 279 ［ 12］ 罗 德 里 克 E H． 半 导 体 接 触［M］． 北 京： 科 学 1984 社， ［ 13］ 疗， ． 北京： 国防工 朱秉升， 罗晋生等． 半导体物理学［M］ 1994 业崇，5安装消声气噪声频谱对比4结论根据微穿孔板吸声体理论， 计算腹参数， 并 制谆款双层微穿孔板消声迄据噪声频谱图， 安装微穿孔板消声片 原抽气泵的噪音绰降， 在整肝范围内降至目标值 75 dB （ A） 以下， 最瓷挡怀 67 dB （ A ） 。

在 1000 Hz ～ 2500 Hz 频 段， 噪声 下 降 尤 为 茫 消 声 量 达 到 了 10 dB （ A ） ～ 20 dB（ A） 。 ［ 参考文献］［ 1］ 马矗 微穿孔 板 吸 声 结 构的 理 论 和 设计［J］． 中 国 科 学， 1975 ， 18 （ 1 ） ： 38 ～ 50 ［ 2］ 同 挽， 樊晓波． 温度变化搪微穿孔板声学特性研 2007 ， 27 （ 4 ） ： 267 ～ 279 究［J］． 这试与诊断， ［ 3］ 张军锋， 挽， 镰等． 高温下双层串联微穿孔板结构声 J］． 压电与声光， 2009 ， （ 1 ） ： 139 ～ 141 学特性研究［ ［ 4］ 毛东兴， ． 声学 退阄⒋┛捉峁估┥⒊∥匦裕跩］

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