У природі кажани використовують ультразвукову ехолокацію, щоб знайти свою здобич, і в той же час здобич також розвинула захист – деякі молі можуть ефективно поглинати ультразвукові хвилі через тонкі структури на своїх крилах, щоб уникнути відбиття звуку, що розкриває їхнє положення.Це перший випадок, коли вчені виявили акустичні матеріали в природі.Хоча крила молі спрямовані на ультразвукові хвилі (частота вібрації перевищує 20 000 Гц), їх принципи звукопоглинання відповідають усім видам звукопоглинальних матеріалів, які ми бачимо в нашому житті, але останні Налаштуйте аналогічну конструкцію на частоту (20 Гц-20000 Гц) відповідно до людського слуху.Сьогодні поговоримо про спінені матеріали, пов’язані з NVH.
Звук виникає внаслідок вібрації об’єкта та є хвильовим явищем, яке поширюється в середовищі та може сприйматися органом слуху людини.NVH відноситься до шуму (noise), вібрації (vibration) і різкості (harshness), з яких шум і вібрація ми відчуваємо найбільш безпосередньо, тоді як різкість звуку в основному використовується для опису суб’єктивного сприйняття людським тілом вібрації та шуму. .відчуття дискомфорту.Оскільки ці три виникають одночасно в механічних коливаннях і нероздільні, їх часто вивчають разом.
Як показано на малюнку нижче, коли звук вводиться в матеріал або поверхню акустичного структурного компонента, частина звукової енергії відбивається, частина проникає в матеріал, а частина поглинається матеріалом, що це тертя між звуком і навколишнім середовищем під час поширення або удару матеріалу компонента.Вібрація, процес, під час якого звукова енергія перетворюється на тепло і втрачається.Взагалі кажучи, будь-який матеріал може поглинати і відбивати звук, але ступінь поглинання і відбиття сильно відрізняється.
Матеріали NVH в основному поділяються на дві категорії: звукопоглинальні матеріали та звукоізоляційні матеріали.Коли звукова хвиля потрапляє на звукопоглинальний матеріал, це спричиняє вібрацію повітря та волокон у матеріалі, а звукова енергія перетворюється на теплову енергію, а частина її споживається, подібно до удару по губці губкою. удар.
Звукоізоляційний матеріал - це матеріал, який використовується для блокування шуму, як кулак, який б'є по щиту і блокує його безпосередньо.Звукоізоляційний матеріал щільний і непористий, звукові хвилі важко проникають, і більша частина звукової енергії відбивається назад, щоб досягти ефекту звукоізоляції.
Спінені матеріали з пористою структурою мають унікальні переваги в звукопоглинанні.Матеріали з щільною мікропористою структурою мають навіть хороший звукоізоляційний ефект.Звичайні акустичні піни NHV включають поліуретан, поліолефін, гумову смолу та скло.Піна, металева піна тощо, через різні характеристики самого матеріалу, ефект звукопоглинання та шумозаглушення буде різним.
Пінополіуретан
Пінополіуретановий матеріал має унікальну мережеву структуру, яка може поглинати велику кількість вхідної енергії звукової хвилі для досягнення хорошого ефекту звукопоглинання, і в той же час має високий відскок і хорошу буферну функцію.Однак міцність звичайної поліуретанової піни низька, а звукоізоляційний ефект поганий, а його звукопоглинання з часом зменшується.Крім того, при спалюванні виділяється токсичний газ, який не шкодить навколишньому середовищу.
XPE/IXPE/IXPP пінополіолефіновий матеріал
XPE/IXPE/IXPP, хімічно зшитий/електронно зшитий поліетилен/поліпропіленовий пінополіетилен, має природне звукопоглинання, теплоізоляцію, амортизацію та захист навколишнього середовища, а його внутрішня дрібна незалежна пухирчаста структура є хорошою для звукоізоляції та зниження шуму.Відмінна продуктивність.
гумовий поролон
Спінений каучук є ідеальним матеріалом NVH, а такі матеріали, як силікон, етилен-пропілен-дієновий каучук (EPDM), нітрил-бутадієновий каучук (NBR), неопрен (CR) і бутадієновий каучук (SBR), є кращими за попередні. два матеріали.Щільність вища, а внутрішня частина сповнена невеликих пустот і напіввідкритих структур, які легше поглинають звукову енергію, важче проникають і послаблюють звукові хвилі.
піна з меламінової смоли
Меламіновий пінопласт (меламіновий пінопласт) є чудовим звукопоглинаючим матеріалом.Має тривимірну структурну систему з достатньою кількістю отворів.Вібрація споживається та поглинається, а відбита хвиля може бути ефективно усунена одночасно.У той же час, він має більше багатофункціональних і збалансованих переваг, ніж традиційні спінені матеріали з точки зору вогнестійкості, теплоізоляції, легкої ваги та форми обробки.
спінений алюміній
Додайте добавки до розплавленого чистого алюмінію або алюмінієвого сплаву та відправте його в піноутворювальний ящик, введіть газ для утворення рідкої піни та затвердійте рідку піну для утворення металевого матеріалу.Він має хорошу звукоізоляційну здатність, а показники звукопоглинання є відносно тривалими, ефективний термін служби може досягати понад 70 років, і його можна переробляти та повторно використовувати на 100%.
піноскло
Це неорганічний неметалічний скляний матеріал, виготовлений із битого скла, піноутворювача, модифікованих добавок і прискорювача піноутворення тощо, після дрібного подрібнення та рівномірного змішування, а потім розплавлення при високій температурі, спінювання та відпалу.
У реальному житті часто немає матеріалу, який може повністю поглинати звукові хвилі в різних частотних діапазонах, і жоден матеріал не може працювати бездоганно в додатках.Щоб досягти кращого ефекту звукопоглинання, ми часто бачимо комбінацію вищезазначених акустичних пінопластів та їх із типами звукопоглинальних/звукоізоляційних матеріалів для створення різноманітних композитних матеріалів, посилених піною, і в той же час для досягнення ефекту звукопоглинання матеріалу та структурного звукопоглинання для досягнення звукопоглинальних характеристик матеріалів у різних частотних діапазонах високої та низької частот.Наприклад, композитний процес акустичної піни та різні неткані процеси можуть повністю використовувати унікальну тривимірну структуру останнього для більш ефективного зменшення вібрації звукових хвиль, створюючи нескінченні можливості для звукопоглинання та зменшення шуму;) композиційний матеріал із шаром сендвіча з піни, обидві сторони обшивки з’єднані матеріалом, армованим вуглецевим волокном, який має вищу механічну жорсткість і сильнішу ударну міцність, завдяки чому досягається краще поглинання ударів і зменшення шуму.
В даний час спінені матеріали NVH широко використовуються в транспорті, будівництві, зменшенні промислового шуму, виробництві транспортних засобів та інших галузях.
Транспорт
Будівництво міського транспорту в моїй країні увійшло в стадію швидкого розвитку, і такі шуми, як автомобілі, поїзди, міський залізничний транспорт і поїзди на магнітній підйомці, привернули широку увагу.У майбутньому акустична піна та її композиційні матеріали мають великий потенціал застосування для звукоізоляції та зниження шуму автомагістралей та міського руху.
будівельні роботи
З точки зору архітектури та конструкції, окрім хороших акустичних характеристик, матеріали мають надзвичайно високі вимоги щодо безпеки, а вогнестійкість є жорстким показником, який неможливо обійти.Традиційні пінопласти (такі як поліолефін, поліуретан тощо) легкозаймисті через їх власну горючість.При горінні вони плавляться і виділяють краплі.Палаючі краплі швидко спричинять поширення вогню.Щоб забезпечити відповідність відповідним нормам і стандартам щодо антипіренів, часто необхідно додавати антипірени, багато з яких розкладаються під впливом високої температури та виділяють велику кількість диму, токсичних і корозійних газів.викликають вторинні катастрофи та забруднення навколишнього середовища.Таким чином, у галузі будівництва акустичні матеріали з вогнестійким, низьким рівнем диму, низькою токсичністю та ефективним зниженням пожежного навантаження зіткнуться з цією великою можливістю розвитку ринку, будь то комерційні будівлі, такі як спортивні майданчики, кінотеатри, готелі, концертні зали, тощо житлові будинки.
Зменшення промислового шуму
Промисловий шум – це шум, який виробляє фабрика під час виробничого процесу внаслідок механічної вібрації, тертя та порушення повітряного потоку.Через велику кількість і розрізненість джерел промислового шуму типи шуму є більш складними, а безперервні джерела звуку виробництва також важко ідентифікувати, якими досить важко керувати.
Таким чином, контроль шуму в промисловій зоні приймає комбінацію заходів, таких як звукопоглинання, звукоізоляція, зменшення шуму, зменшення вібрації, зменшення шуму, руйнування структурного резонансу та обгортання звукопоглинання трубопроводу, щоб відновити рівень шуму. прийнятний рівень для людей.ступеня, що також є потенційною областю застосування акустичних матеріалів.
виробництво транспортних засобів
Джерела автомобільного шуму в основному можна розділити на шум двигуна, резонансний шум кузова, шум шин, шум шасі, шум вітру та резонансний шум салону.Зниження шуму в салоні значно покращить комфорт водія та пасажирів.На додаток до підвищення жорсткості шасі та усунення зони низькочастотного резонансу з точки зору конструкції, усунення шуму в основному усувається за допомогою ізоляції та поглинання.З точки зору енергозбереження, використовувані матеріали повинні бути легкими.З точки зору безпеки матеріали повинні володіти властивостями вогнестійкості та термостійкості.Поява акустичної піни та різноманітних багатофункціональних композитних матеріалів відкриває нові можливості для покращення шумостійкості, безпеки, надійності, енергозбереження та захисту навколишнього середовища транспортних засобів.
Час публікації: 17 серпня 2022 р