轻薄多孔复合材料的吸隔声的研究已经成为环境噪声控制领域前沿研究热点,尤其研制厚度薄、隔声性能好的多孔复合隔音材料已经成为了新型降噪环境功能材料发展的一个趋势,对提高高层建筑住房的容积率和减少承重有重大意义。本文从柱形孔多孔材料入手,通过Biot理论与传递矩阵的方法推导出了一种全新的球台形孔多孔板声传递矩阵的理论计算模型。根据球台形孔多孔板声传递矩阵的理论计算公式,运用Matlab软件平台编制了专用的数值模拟计算软件,探究球台形孔多孔板的吸声系数和隔声量参数影响的规律。通过从数值模拟得到的一些参数影响规律,能够为今后复合结构的吸隔声材料的设计提供参考和依据。在理论研究的过程中首先我们通过Biot理论重新整理了柱形孔结构的理论计算模型,接着在柱形孔多孔板声传递矩阵的理论基础上,推导出了球台形孔多孔板声传递矩阵的的理论计算公式。通过对球台形孔多孔板孔径、孔隙率、厚度以及空气层厚度的改变,得到了其参数对吸声和隔声的影响规律,并确定了复合结构吸隔声的最佳理论参数的选择建议。最后分析了球台形孔复合结构吸隔声的影响规律。得出的一些重要结果如下:(1)球形孔多孔板声传递矩阵理论计算公式是本文在柱形孔多孔板声传递矩阵理论计算公式基础上,借助微积分原理和总传递矩阵可由依次串联结构的子传递矩阵相乘而得的原理,将球形孔切割成任意多个近似柱形孔层合结构,进一步发展演绎得到的一种全新的理论计算公式,且给出了任意切割多层的各层参数递推关系的表达通式,进而借助该传递矩阵分别推导出含球台形孔多孔板的多层复合板吸声系数和隔声量的计算表达式。(2)借助Matlab软件平台,独立编制了求球台形孔多孔板声传递矩阵和任意多层复合板的总传递矩阵及其吸隔声性能的计算软件,通过模拟计算,得到的单层均质板的隔声量的曲线以及单层多孔板的吸声系数的曲线与别人文献实验得到的曲线一致,证明了第二章推导的均质板的隔声量的传递矩阵以及柱形孔的传递矩阵的正确性和所编制软件的正确性。(3)通过对比单层球台形孔板与柱形孔的的吸声系数,我们发现在低频段,球台形孔多孔板的吸声能力要比柱形孔多孔板的要大,球台形孔结构可改善低频吸声效果。而在高频段,柱形孔板的吸声系数比球台形孔板的吸声能力要更好。而通过不同层数多球台层组成的球台形孔多孔板的对比,得到了底层为刚性壁结构时多孔板的吸声性能比底层为空气层结构时多孔板的吸声性能要好。(4)通过球台形孔多孔板的参数影响对比分析,我们得到了孔径、孔隙率、厚度对球台形孔多孔板的吸声系数的影响规律。通过改变孔径的大小,我们发现孔径偏大的球台形孔板相比较而言在低频时有优势,而反过来孔径偏小的球台形孔板在高频时效果很好。从不同孔径双层复合球台形孔多孔板孔径的影响分析可知,若双层复合中有一层是相对较大的孔径,则在低频其吸声系数得到改善,另一层采用更小孔径的双层球台形孔多孔板吸声系数最好,选择合适的孔径组合对多孔材料的声学设计是十分重要的。通过改变孔间距的大小改变孔隙率,孔间距在1D-2D之间变化时,我们得到了孔间距为1.4D时的吸声系数为最优,说明孔隙率也存在一个最优设计值。厚度对结构吸声系数的影响规律是随着厚度的增加,材料的吸声系数也随之增大。(5)通过本文所编制软件的计算,我们得到了球台形孔孔径对复合结构隔声影响的规律。当孔径相同的球台形孔和柱形孔相比较时,球台形孔复合结构在低频段的隔声效果要比柱形孔复合结构的要好。而在中高频段两者隔声量相差不大。而球台形孔复合结构通过孔径大小的改变,发现孔在低频时孔径较小的球台形孔结构的隔声量大。而在中高频段,孔径较大的隔声效果较好。随着孔径的增大,均质材料与多孔材料共振产生的隔声谷有向低频移动的趋势。所以今后在材料满足高频隔声的前提下,我们可以适当减小材料的孔径,使复合结构在低频处的隔声性能得到加强。(6)随着孔隙率的变化,球台形孔多孔板隔声波谷的位置也在变化而移动,因此可根据噪音的频谱特性通过改变孔隙率来调整隔声低谷位置以获得更好隔声效果。在低频段,孔间距为孔径的1.8倍时的球台形孔层合板在低频段的隔声量最好,提高了材料在中低频段的隔声性能。而在中高频段,我们发现孔间距为1.6倍孔径时隔声量最好,对于材料在中高频段的隔声有一定的提升。(7)球台形孔多孔材料的厚度对复合结构的隔声低谷有一定的调节作用。随着厚度的增加,芯层为球台形孔多孔材料的复合结构的隔声波谷有随着向中高频段移动的趋势。(8)空气层设计使含空气层的球台形孔复合结构的整体隔声量得到了提高。在中高频段,含空气层的复合结构的隔声量明显大于不含空气层的复合结构的隔声量。