吸声与隔声材料常被用来在传播过程中降低噪声,吸声系数和隔声量是评价材料声学性能的重要参数,因此吸声系数与隔声量的测量具有十分重要的意义。吸声材料与隔声材料数据库可以为建筑工程师、音响工程师、声学顾问及科研工作者等在做声学材料相关研究工作时提供重要参考,但目前国内并没有建立相关数据库。因此吸声材料与隔声材料数据库建立具有重要的研究意义。材料的吸声系数与隔声量不仅与自身性质有关,还与声波入射材料时的入射角度有关,因此研究与设计测量多角度材料吸声系数与隔声量的实验仪器与测量系统具有实用意义。本文所做的工作分为三部分:第一部分:垂直入射阻抗管测量系统的设计与搭建;第二部分:吸声与隔声材料数据库的建立;第三部分:斜入射阻抗管结构设计与有限元法仿真验证。第一部分:垂直入射阻抗管测量系统设计与搭建。范丹丹曾设计直径100 mm,工作频率为110 Hz—1600 Hz的阻抗管,为了扩大阻抗管的测量范围,本文设计与制作了直径30 mm,工作频率为1000 Hz—6300 Hz的阻抗管。介绍了在声波导管中形成平面波的条件,以及声波垂直入射材料吸声系数与隔声量的理论分析及测量原理。根据ISO 10534-1:1996和ISO10534-2:1998标准,对阻抗管材料、长度、扬声器筒、传声器孔等结构进行设计。简单介绍了实验中扬声器、传声器、数据采集卡、信号调理器的工作原理及性能参数。之后,利用有限元仿真、与同类商业仪器实验对比两种方法对垂直入射阻抗管的设计和加工精度,以及测量材料吸声系数和隔声量的算法进行验证。第二部分:吸声与隔声材料数据库的建立。运用本文设计的直径30 mm阻抗管与范丹丹设计的直径为100 mm的阻抗管对生活中常见的几种吸声和隔声样品进行测量,分析在不同情况下,吸隔声材料吸声系数与隔声量的变化。并整理实验数据,建立可为材料的吸声性能和隔声性能提供参考的数据库。第三部分:斜入射阻抗管结构设计与仿真。针对驻波管法仅能测量垂直入射材料的吸声和隔声系数这一问题,利用声波折反射原理与阻抗管内平面波理论,设计了斜入射阻抗管几何模型。为验证斜入射阻抗管设计的正确性,运用有限元仿真软件对斜入射吸声与隔声阻抗管声场进行仿真,探究直径分别为100 mm与30 mm入射角为30°、45°、60°、75°的阻抗管放置吸声与隔声材料时管内平面波的频率范围。发现其频率范围与垂直入射阻抗管基本一致。为斜入射阻抗管的设计与搭建提供了可行性。之后,参考垂直入射阻抗管传递函数法、四传感器法测量材料吸声系数与隔声量原理,推导出斜入射阻抗管测量材料吸声系数与隔声量的计算公式,同时介绍了声波斜入射材料吸声系数与隔声量的解析解,编写了声波斜入射时材料吸声系数和隔声量的计算程序。为了验证此算法的正确性,本文利用有限元软件,建立等效斜入射阻抗管模型,输入相应测量材料参数,对斜入射阻抗管进行仿真,数值仿真所得到的材料吸声系数与隔声量的仿真值与理论值基本吻合,从而证明声波斜入射时材料吸声系数和隔声量的计算方法与斜入射阻抗管设计的正确性。