微穿孔板(Micro-perforated plate下文简称MPP)吸声结构由微穿孔板和板后空腔组成,特点是高声阻低声质量,具有清洁、结构简单、环保无污染等特点,广泛应用于噪声控制工程中,微穿孔板吸声结构在中高频有较好的吸声效果,但提高结构在低频的吸声性能需要增大背腔深度,因此在空间受限的情况下单靠微穿孔板吸声结构取得良好的低频吸声效果较为困难。机械阻抗板(mechanical impedance plate下文简称MIP)利用机械共振在低频吸声且结构厚度不大,可以利用这一特点将机械阻抗板安装在微穿孔板空腔内,利用机械共振与腔共振的结合能够在满足中高频吸声的同时兼顾低频吸声。但机械阻抗板存在吸声频带窄的问题。本研究首先总结了机械阻抗板的吸声工作原理有关知识,分析机械阻抗板的声学品质因子,研究不同参数对结构吸声频带的影响。机械阻抗板吸声结构不同于多孔吸声材料与微穿孔板等均匀吸声结构,机械阻抗板的吸声性能受面积和板形状参数的影响,在实际使用中机械阻抗板面积会扩大,因此驻波管实验结果不能完全说明机械阻抗板在实际使用中的吸声性能。本文从品质因子和相对声阻率的角度入手,讨论面积对机械阻抗结构吸声带宽和吸声系数的影响,通过计算发现结构的声品质因子随面积的扩大呈下降趋势,有利于带宽拓宽;同时讨论机械阻抗板形状对结构吸声性能的影响,对机械阻抗板的实际应用作指导。结果表明:实际使用中机械阻抗板面积扩大后吸声性能要优于驻波管实验的测试结果,进一步拓宽吸声带宽的关键是增加阻尼。在上述分析基础之上指出了机械阻抗板吸声结构弹性系数和阻尼系数之间的矛盾:通过改变粘弹性材料结构减小弹性系数必然会导致结构阻尼同比例下降,对吸声带宽和吸声系数产生不良影响。为了解决这一矛盾,本文提出将磁性材料引入机械阻抗结构,研究思路是:利用磁性材料的吸引力抵消一部分粘弹性材料的弹性力降低弹性系数,同时由于粘弹性材料的结构并不改变,因此结构的阻尼系数也不会降低。在分析磁性材料的结构吸声性能的影响之前,先介绍磁性力计算过程并计算实验样品磁性力变化曲线,再将磁性材料引入复合结构,建立数学模型,复合吸声结构由引入磁性材料后的机械阻抗板和微穿孔板两部分组成。复合结构的吸声系数用阻抗转移法进行计算,根据此前的理论分析合理调整结构参数开展试验研究,首先利用半功率带宽法测试磁性力对机械阻抗部分弹性系数和阻尼系数的影响,吸声实验在驻波管装置上进行,结果显示:磁性吸引力抵消了部分粘弹性材料的弹性力,结构弹性系数降低,同时结构的阻尼系数不但没有随弹性系数降低,反而有所提高。实验吸声曲线与理论曲线基本吻合,证明了数学模型的可行性;磁性材料引入复合结构后,低频部分的吸声峰明显拓宽,且提高了结构的吸声系数,复合结构的低频吸声性能得到提升。