Page 80 - 应用声学2019年第2期

226 2019 年 3 月

胀腔结构进行了声固耦合的有限元仿真，其传递
损失结果与普通膨胀腔的测试结果基本吻合。通
过加厚膨胀腔的侧壁，结构的传递损失与设计结
果基本吻合，达到了目标频段的隔声目的。具体而
言，普通膨胀腔测试结果出现了两个明显的峰值，
分别是 654 Hz 和 1170 Hz，其中在 829∼1070 Hz 的
范围内，传递损失低于 10 dB。加厚膨胀腔的传递
图 3 膨胀腔 3D 打印结构
损失在 983 Hz 附近达到 34 dB，其中传递损失在
Fig. 3 3D printing expansion chamber
810∼1220 Hz 的频段内，传递损失不低于 15 dB，与
刚性结构仿真结果基本一致。仿真结果与实验结果
存在差别的主要原因是，仿真计算中是完全固定约
束，而在实际测试中不可能实现完全的固定约束。
除此之外，在实验测试中连接处的结构振动也可能
导致实验结果与仿真结果存在差别。实验测试的传
递损失实际包括三种能量损耗：结构的真实传递损
图 4 实验测试系统
失、由密封性所导致的能量损耗和侧壁与外部空气
Fig. 4 Experimental test system
的振动耦合导致的能量损耗，其中侧壁与外部空气
3 结果及讨论 振动耦合所导致的能量损耗一般可以忽略。测试结
果的峰值小于仿真结果的峰值，主要是由于结构密
3.1 结果 封性能导致的。
膨胀腔结构的传递损失测试结果如图 5 所示， 从图 5 可知，对于普通膨胀腔的声固耦合仿真
其中普通膨胀腔结构出现了明显的声振耦合现象， 结果的两个峰值所对应频率为 700 Hz 和 1166 Hz，
该结构在设计频段(800∼1200 Hz)并未实现良好的 谷值所对应频率为 942 Hz，在该峰值和谷值频率下
隔声效果。为了分析其声固耦合现象，对普通膨 的声场如图 6 所示，与之对应的膨胀腔的总体位移

40
35 ҫԒᒟᐺᑿ
Ѹভፇ౞͌ᄾ
30 ௿ᤰᒟᐺᑿ
TL/dB 25 ܦڍᏹՌ͌ᄾ
20
15
10
5
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
ᮠဋ/Hz
图 5 实验与仿真结果
Fig. 5 Experiment and simulation results
0

-0.2
-0.4
ܦԍ/Pa
-0.6
-0.8

-1.0
(a) 700 Hz (b) 942 Hz (c) 1166 Hz
图 6 声场结果
Fig. 6 Sound field results