多孔吸声材料是最为常用的降噪工具之一,有利于声环境的改善,被广泛运用于公共场所。目前,关于单层多孔吸声材料的吸声研究居多,然而由不同多孔吸声材料组成的多层材料的吸声研究并不多,尤其是多层材料的吸声计算与性能优化。本文致力于研究多层材料的吸声特性,改善吸声性能,丰富多层材料吸声领域的研究。本文利用驻波管试验分别测量每层材料背后为刚性壁面的声阻抗率与背后留有四分之一波长空腔的声阻抗率,再根据阻抗法计算出每层材料的复特性阻抗与复波数,结合传递矩阵法建立多层材料的吸声系数计算模型。该模型适用性强,可满足不同配置情况下多层材料的吸声计算,完成对多层材料吸声性能的预估,减少大量的试验成本。本文以两层材料与三层材料为例,研究其吸声特性。运用驻波管试验对两层材料和三层材料的吸声系数进行测量,结果显示:理论计算结果与试验结果吻合良好,验证了传递矩阵法的有效性与准确性,保证了所测声学参数的可靠性。运用传递矩阵法计算模型代替驻波管试验,研究每层材料的放置顺序和厚度分配对吸声性能的影响,避免试验的复杂性,结果表明:放置顺序与厚度分配共同影响多层材料在不同频段内的吸声效果,合理设置放置顺序与厚度分配有助于改善多层材料吸声效果。为获得多层材料的最佳吸声效果,采用遗传算法优化多层材料的吸声性能,结果表明:优化后的多层材料吸声效果远远胜于优化前的吸声效果。对于两层材料,优化后的平均吸声系数为0.76,其中,在550 Hz至1100 Hz的中低频范围内,吸声系数均在0.9以上,峰值达到了0.98;对于三层材料,在400 Hz至2000 Hz的广阔频域内,优化后的吸声系数均在0.8以上,与优化前相比,平均吸声系数提高了0.3。然而,当两层材料或三层材料的厚度大于70 mm时,优化结果不会再改变。因此,在一定的厚度范围内进行优化,既能取得最优的吸声性能又节省材料的使用。基于多孔吸声材料的疏密程度,研究密实型材料结合疏松型材料的吸声特性,结果表明:在疏松型吸声材料之前添加一层厚度偏小的密实型吸声材料可改善两层材料的中低频吸声效果;针对密实型吸声材料高频吸声不足的现象,在密实型吸声材料之前拓展一层疏松型吸声材料所形成的两层材料,较同厚度的单层密实型吸声材料,能够展现出更好的高频吸声性能,并保持着良好的低频吸声效果。