Trong tự nhiên, dơi sử dụng khả năng định vị bằng tiếng vang siêu âm để tìm con mồi, đồng thời, con mồi cũng phát triển khả năng phòng vệ – một số loài bướm đêm có thể hấp thụ sóng siêu âm một cách hiệu quả thông qua các cấu trúc tinh tế trên cánh để tránh phản xạ âm thanh làm lộ vị trí của chúng.Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học phát hiện ra vật liệu âm thanh trong tự nhiên.Mặc dù cánh bướm nhắm vào sóng siêu âm (tần số rung động lớn hơn 20.000 Hz) nhưng nguyên lý hấp thụ âm thanh của chúng phù hợp với tất cả các loại vật liệu hấp thụ âm thanh mà chúng ta thấy trong cuộc sống, nhưng sau này hãy điều chỉnh thiết kế tương tự theo tần số. băng tần (20Hz-20000Hz) phù hợp với thính giác của con người.Hôm nay chúng ta hãy nói về vật liệu xốp liên quan đến NVH.
Âm thanh bắt nguồn từ sự rung động của một vật thể và là hiện tượng sóng truyền qua môi trường và cơ quan thính giác của con người có thể cảm nhận được.NVH đề cập đến tiếng ồn (noise), độ rung (rung) và độ khắc nghiệt (khắc nghiệt), trong đó tiếng ồn và độ rung được chúng ta cảm nhận trực tiếp nhất, còn độ chói của âm thanh chủ yếu được dùng để mô tả nhận thức chủ quan của cơ thể con người về độ rung và tiếng ồn. .cảm giác khó chịu.Vì ba yếu tố này xuất hiện cùng lúc trong rung động cơ học và không thể tách rời nên chúng thường được nghiên cứu cùng nhau.
Như thể hiện trong hình bên dưới, khi âm thanh được đưa vào vật liệu hoặc bề mặt của thành phần cấu trúc âm thanh, một phần năng lượng âm thanh bị phản xạ, một phần xuyên qua vật liệu và một phần bị vật liệu hấp thụ, điều đó là ma sát giữa âm thanh và môi trường xung quanh trong quá trình truyền hoặc tác động của vật liệu thành phần.Rung động, quá trình năng lượng âm thanh được chuyển thành nhiệt và bị mất đi.Nói chung, bất kỳ vật liệu nào cũng có thể hấp thụ và phản xạ âm thanh, nhưng mức độ hấp thụ và phản xạ rất khác nhau.
Vật liệu NVH chủ yếu được chia thành hai loại: vật liệu hấp thụ âm thanh và vật liệu cách âm.Khi sóng âm đi vào vật liệu tiêu âm sẽ làm cho không khí và các sợi trong vật liệu rung động, năng lượng âm thanh sẽ chuyển hóa thành nhiệt năng và một phần sẽ bị tiêu hao, giống như việc dùng một miếng bọt biển đập vào một miếng bọt biển. cú đấm.
Vật liệu cách âm là vật liệu dùng để chặn tiếng ồn, giống như nắm đấm đập vào tấm khiên và chặn trực tiếp.Vật liệu cách âm dày đặc và không xốp, sóng âm khó xuyên qua và phần lớn năng lượng âm thanh bị phản xạ trở lại, để đạt được hiệu quả cách âm.
Vật liệu tạo bọt có cấu trúc xốp có ưu điểm độc đáo trong việc hấp thụ âm thanh.Vật liệu có cấu trúc vi xốp dày đặc thậm chí còn có tác dụng cách âm tốt.Bọt cách âm NHV phổ biến bao gồm polyurethane, polyolefin, nhựa cao su và thủy tinh.Xốp, xốp kim loại,… do đặc tính khác nhau của bản thân vật liệu nên tác dụng tiêu âm, giảm tiếng ồn sẽ khác nhau.
Bọt polyurethane
Vật liệu bọt polyurethane có cấu trúc mạng độc đáo, có thể hấp thụ một lượng lớn năng lượng sóng âm đến để đạt được hiệu quả hấp thụ âm thanh tốt, đồng thời có khả năng bật lại cao và chức năng đệm tốt.Tuy nhiên, độ bền của bọt polyurethane thông thường thấp, hiệu quả cách âm kém và hiệu suất hấp thụ âm thanh của nó sẽ giảm theo thời gian.Ngoài ra, khi đốt sẽ sinh ra khí độc, không thân thiện với môi trường.
Chất liệu xốp polyolefin XPE/IXPE/IXPP
XPE/IXPE/IXPP, vật liệu bọt polyetylen/polypropylen liên kết ngang hóa học/điện tử, có khả năng hấp thụ âm thanh tự nhiên, cách nhiệt, đệm và bảo vệ môi trường, đồng thời cấu trúc bong bóng độc lập mịn bên trong của nó rất tốt cho việc cách âm và giảm tiếng ồn.Màn biễu diễn quá xuất sắc.
bọt cao su
Cao su xốp là vật liệu NVH lý tưởng và các vật liệu như silicone, cao su ethylene-propylene-diene (EPDM), cao su nitrile-butadiene (NBR), cao su tổng hợp (CR) và cao su styrene-butadiene (SBR) tốt hơn các loại trước hai vật liệu., Mật độ cao hơn, bên trong chứa đầy các khoảng trống nhỏ và cấu trúc nửa mở, dễ hấp thụ năng lượng âm thanh hơn, khó xuyên qua và làm suy giảm sóng âm hơn.
bọt nhựa melamine
Mút nhựa melamine (bọt melamine) là vật liệu có khả năng tiêu âm cực tốt.Nó có một hệ thống cấu trúc lưới ba chiều với đủ lỗ.Rung động được tiêu thụ và hấp thụ, đồng thời có thể loại bỏ sóng phản xạ một cách hiệu quả.Đồng thời, nó có nhiều ưu điểm đa chức năng và cân bằng hơn so với vật liệu xốp truyền thống về khả năng chống cháy, cách nhiệt, trọng lượng nhẹ và hình dạng xử lý.
nhôm xốp
Thêm chất phụ gia vào nhôm nguyên chất hoặc hợp kim nhôm nóng chảy và gửi vào hộp tạo bọt, bơm khí để tạo thành bọt lỏng và đông đặc bọt lỏng để tạo thành vật liệu kim loại.Nó có khả năng cách âm tốt, hiệu suất hấp thụ âm thanh tương đối lâu dài, tuổi thọ hiệu quả có thể đạt hơn 70 năm và có thể tái chế và tái sử dụng 100%.
thủy tinh xốp
Nó là một vật liệu thủy tinh phi kim loại vô cơ được làm từ thủy tinh vỡ, chất tạo bọt, phụ gia biến tính và chất tăng tốc tạo bọt, v.v., sau khi được nghiền mịn và trộn đều, sau đó nấu chảy ở nhiệt độ cao, tạo bọt và ủ.
Trong cuộc sống thực, thường không có vật liệu nào có thể hấp thụ hoàn toàn sóng âm ở các dải tần khác nhau và không có vật liệu nào có thể hoạt động hoàn hảo trong các ứng dụng.Để đạt được hiệu quả tiêu âm tốt hơn, chúng ta thường thấy sự kết hợp giữa các loại xốp tiêu âm trên và chúng với các loại vật liệu tiêu âm/cách âm để tạo thành nhiều loại vật liệu composite gia cố bằng xốp, đồng thời đạt được hiệu quả. hấp thụ âm thanh vật liệu và hấp thụ âm thanh cấu trúc, để đạt được Hiệu suất hấp thụ âm thanh của vật liệu ở các dải tần số cao và tần số thấp khác nhau.Ví dụ, quy trình tổng hợp của bọt tiêu âm và các quy trình không dệt khác nhau có thể tận dụng tối đa cấu trúc ba chiều độc đáo của loại sau để giảm độ rung của sóng âm một cách hiệu quả hơn, tạo ra khả năng hấp thụ âm thanh và giảm tiếng ồn vô hạn;) vật liệu composite lớp bánh sandwich xốp, hai mặt của da được liên kết bằng vật liệu gia cố bằng sợi carbon, có độ cứng cơ học cao hơn và độ bền va đập mạnh hơn, nhờ đó đạt được khả năng hấp thụ sốc và giảm tiếng ồn tốt hơn.
Hiện nay, vật liệu xốp NVH được sử dụng rộng rãi trong giao thông vận tải, kỹ thuật xây dựng, giảm tiếng ồn công nghiệp, sản xuất phương tiện và các lĩnh vực khác.
Vận tải
Việc xây dựng giao thông đô thị ở nước tôi đã bước vào giai đoạn phát triển nhanh chóng và những xáo trộn về tiếng ồn như ô tô, tàu hỏa, vận tải đường sắt đô thị và tàu đệm từ đã thu hút sự chú ý rộng rãi.Trong tương lai, bọt tiêu âm và vật liệu composite của nó có tiềm năng ứng dụng lớn trong việc cách âm, giảm tiếng ồn trên đường cao tốc và giao thông đô thị.
công trình xây dựng
Về mặt kiến trúc, kết cấu, ngoài khả năng cách âm tốt, vật liệu còn có yêu cầu cực kỳ cao về độ an toàn, khả năng chống cháy là chỉ số cứng không thể bỏ qua.Nhựa xốp truyền thống (như polyolefin, polyurethane, v.v.) dễ cháy vì tính dễ cháy của chúng.Khi đốt, chúng tan chảy và tạo thành những giọt nước.Những giọt nước cháy sẽ nhanh chóng gây cháy lan.Để tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn chống cháy có liên quan, thường phải bổ sung chất chống cháy, nhiều chất trong số đó sẽ phân hủy khi tiếp xúc với nhiệt ở nhiệt độ cao và thải ra một lượng lớn khói, khí độc và ăn mòn.gây ra thảm họa thứ cấp và ô nhiễm môi trường.Do đó, trong lĩnh vực xây dựng, vật liệu tiêu âm có khả năng chống cháy, ít khói, độc tính thấp và giảm tải cháy hiệu quả sẽ đứng trước cơ hội phát triển thị trường lớn này, cho dù đó là các tòa nhà thương mại như địa điểm thể thao, rạp chiếu phim, khách sạn, phòng hòa nhạc, vv các tòa nhà dân cư.
Giảm tiếng ồn công nghiệp
Tiếng ồn công nghiệp là tiếng ồn do nhà máy tạo ra trong quá trình sản xuất do rung động cơ học, tác động ma sát và xáo trộn luồng không khí.Do các nguồn tiếng ồn công nghiệp có nhiều và rải rác nên các loại tiếng ồn phức tạp hơn, đồng thời các nguồn âm thanh phát ra liên tục cũng khó xác định, khá khó quản lý.
Do đó, việc kiểm soát tiếng ồn trong khu công nghiệp áp dụng kết hợp các biện pháp như hấp thụ âm thanh, cách âm, giảm tiếng ồn, giảm rung, giảm tiếng ồn, phá hủy cộng hưởng cấu trúc và bọc hấp thụ âm thanh đường ống, để khôi phục tiếng ồn về mức bình thường. mức độ chấp nhận được của người dân.mức độ, đây cũng là lĩnh vực ứng dụng tiềm năng của vật liệu âm thanh.
sản xuất xe
Các nguồn tiếng ồn của ô tô có thể chủ yếu được chia thành tiếng ồn động cơ, tiếng ồn cộng hưởng thân xe, tiếng ồn lốp, tiếng ồn khung gầm, tiếng ồn gió và tiếng ồn cộng hưởng bên trong.Tiếng ồn bên trong cabin giảm đi sẽ cải thiện đáng kể sự thoải mái của người lái và người ngồi trong xe.Ngoài việc cải thiện độ cứng của khung máy và loại bỏ vùng cộng hưởng tần số thấp về mặt thiết kế, việc loại bỏ tiếng ồn chủ yếu được loại bỏ bằng phương pháp cách ly và hấp thụ.Từ quan điểm tiết kiệm năng lượng, vật liệu được sử dụng phải nhẹ.Từ quan điểm an toàn, vật liệu bắt buộc phải có đặc tính chống cháy và chịu nhiệt.Sự ra đời của bọt tiêu âm và các vật liệu composite đa chức năng khác nhau mang đến những khả năng mới để cải thiện khả năng chống ồn, an toàn, tin cậy, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường của phương tiện.
Thời gian đăng: 17-08-2022