连续铜纤维多孔材料吸声性能的研究

选择长金属铜纤维制备多孔吸声材料,研究了孔隙率、厚度、纤维直径和后空气层等因素对吸声性能的影响。研究表明,当孔隙率从35%增加到50%时,吸声系数大于0.5的起始频率从2 248 Hz移到3 256 Hz,共振峰吸声系数可达到1。随着材料厚度的增加,第一共振频率向低频明显移动,且吸声曲线呈现多峰性,吸声系数大于0.5的吸声频率从2 224 Hz(厚度13 mm)移至428 Hz(52 mm)。纤维直径较细时,可有效地拓宽吸声频带,提高了整体吸声性能;增加后空腔的深度可显著提高材料的中低频吸声性能,但频带变窄;中高频段出现多峰吸收,且吸声性能降低。研究结果为该新型吸声材料结构设计提供了依据。     

针刺非织造布中低频吸声性能的影响因素

选择不同细度的圆形截面和中空涤纶纤维,经过针刺和预针刺加工成非织造布.使用SZZB驻波管法测试非织造布中低频(125～2 000 Hz)的吸声系数,比较涤纶纤维的截面、细度及针刺加工工序对非织造布吸声材料中低频吸声性能的影响.结果表明,200 Hz以下各非织造布试样的吸声系数差距不明显.在250 Hz时,中空纤维组成的非织造布的吸声系数比圆形纤维组成的非织造布的吸声系数约大0.04;由1.67 dtex纤维材料组成的非织造布比6.67 dtex纤维材料组成的非织造布的吸声系数约大0.03;预针刺非织造布中低频的吸声系数比针刺布中低频的吸声系数约大0.06;而且以上吸声系数的差距均随着声波频率的增大而增大.     

玉米皮纤维/聚乳酸吸声复合材料的制备与性能

将玉米皮经脱胶处理获得玉米皮纤维,再将玉米皮纤维与聚乳酸复合制备力学性能优良的纤维板,并设计加工出具有吸声功能的狭缝共振结构组合形成玉米皮纤维/聚乳酸吸声复合材料。采用SW422/SW477阻抗管运,用传递函数法测试了玉米皮纤维/聚乳酸复合材料的吸声性能。分析了在穿缝板上所贴合麻毡的层数、材料与刚性壁之间的空气层厚度及穿缝板的穿缝率对吸声系数的影响。结果表明,2mm厚的穿缝板,穿缝率为7%,添加1层3mm的麻毡及留有2层共1cm空气层时,材料吸声性能最好,在频率为1 600Hz时吸声系数可达到0.95。     

卧铺动车组床垫材料吸声特性测试及仿真优化

基于传递函数法,利用阻抗管测试卧铺动车组床垫材料的吸声特性.基于声学有限元法,用Delany-BazleyMiki经验模型模拟多孔吸声材料声学属性,建立阻抗管吸声特性计算模型,并由试验结果进行校核.基于该模型,计算分析厚度、孔隙率和流阻率对卧铺动车组床垫材料吸声特性的影响.结果表明:增加厚度会使得平均吸声系数和降噪系数增大,但当厚度超过70mm后,吸声特性变化趋于稳定,频域吸声系数主要在50~500Hz的中低频显著提高;增大孔隙率会使材料平均吸声系数和降噪系数增大,但增大幅度不大,同时可使100~800 Hz的中低频吸声系数有小幅提高;增大流阻率使得平均吸声系数和降噪系数呈先增大后减小的趋势,峰值均出现在流阻率为0.5×105 Pa·s/m2左右.优化后的材料相比于原试样,提高了100~500 Hz的吸声性能,且平均吸声系数提高了12.85%,降噪系数提高了16.69%.     

卧铺动车组床垫材料吸声特性测试及仿真优化

基于传递函数法,利用阻抗管测试卧铺动车组床垫材料的吸声特性.接着,基于声学有限元法,用Delany-Bazley-Miki经验模型模拟多孔吸声材料声学属性,建立阻抗管吸声特性计算模型,并由试验结果进行校核.基于该模型,计算分析厚度、孔隙率和流阻率对卧铺动车组床垫材料吸声特性的影响.结果表明:增加厚度会使得平均吸声系数和降噪系数增大,但当厚度超过70mm后,吸声特性变化趋于稳定,频域吸声系数主要在50~500 Hz的中低频显著提高;增大孔隙率会使材料平均吸声系数和降噪系数增大,但增大幅度不大,同时可使100~800 Hz的中低频吸声系数有小幅提高;增大流阻率使得平均吸声系数和降噪系数呈先增大后减小的趋势,峰值均出现在流阻率为0.5×105Pa·s/m~2左右.优化后的材料相比于原试样,提高了100~500 Hz的吸声性能,且平均吸声系数提高了12.85%,降噪系数提高了16.69%.     

聚丙烯纤维及与聚氨酯复合材料吸声性能研究

利用吸声材料降噪是重要的噪声控制手段。通过干混,以热熔胶粘结,将聚丙烯(PP)纤维模塑成层状,研究了纤维长度、密度及厚度对材料的吸声性能影响,并研究了PP纤维与聚氨酯(PU)泡沫复合双层结构的吸声性能。发现PP纤维具有良好的中低频吸声性能。在纤维长度为5mm,密度为0.51g/cm3,厚度为40mm条件下,材料平均吸声系数达到0.51。PP、PU的放置方式对材料的吸声性能影响较大,当PP纤维与PU泡沫厚度均为20mm且纤维层面对声源时,复合材料的吸声峰位于480Hz且吸声系数达0.86。本研究为实际应用中材料复合增强吸声性能提供参考。     

聚甲基酰亚胺泡沫改性水泥基复合吸声材料的制备与吸声性能研究

以普通硅酸盐水泥为基体,聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫为填料制作水泥基吸声复合材料.实验采用半干法工艺成型,主要考察了水灰比、铝粉掺入量和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)掺入量等因素对复合材料材料吸声性能的影响,尤其是对频率f<300 Hz范围内声音的吸声性能的影响.实验中采用驻波管和SEM扫描仪对样品的吸声系数和微观结构进行了测量和分析.结果表明:当水灰比为0.55、铝粉的掺入量为0.04%、聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)的掺入量为2.5%时,对频率f<300 Hz范围内的声音的吸声系数的平均值为0.348.     

厚度和容重对非织造布吸声材料吸声性能的影响

采用实验的方法研究了厚度和容重对非织造布吸声材料吸声性能的影响.结果表明,吸声系数随着厚度增加而增加,且对中低频声波吸声系数的提高比对高频声波显著.当厚度不变,容重增加时,中低频吸声系数亦增加;但对于高频声波,吸声系数反而下降;最后也得出了容重递减的结构形式可以获得更佳的吸声效果的结论.     

金属纤维材料的吸声特性

本文用驻波管法测试了多种规格的碳钢、黄铜、铝纤维等吸声材料的垂直入射吸声系数,频率范围为100～4000Hz;分析讨论了材料的流阻率、厚度、容量、孔隙率、纤维直径及背后空气层对其吸声性能的影响;并对模压金属纤维材料的结构因子作了探讨。     

基于ANSYS的汽车排气消声器改进设计

建立消声器的ANSYS仿真模型,分析原消声器的消声性能,通过建立三维仿真模型,研究两腔串联的复杂式结构消声器的消声性能,结果表明,改进后增加了消声器低频带的宽度和中频范围内的消声量,同时稳定高频振荡,但在1 550 Hz和2 300 Hz仍存在问题,加入端部共振腔后,低频段的消声量明显增加,2 300 Hz高频带得到改善.     

Dynamic flow resistivity based model for sound absorption of multi-layer sintered fibrous metals

The sound absorbing performance of the sintered fibrous metallic materials is investigated by employing a dynamic flow resistivity based model, in which the porous material is modeled as randomly distributed parallel fibers specified by two basic physical parameters: fiber diameter and porosity. A self-consistent Brinkman approach is applied to the calculation of the dynamic resistivity of flow perpendicular to the cylindrical fibers. Based on the solved flow resistivity, the sound absorption of single layer fibrous material can be obtained by adopting the available empirical equations. Moreover, the recursion formulas of surface impedance are applied to the calculation of the sound absorption coefficient of multi-layer fibrous materials. Experimental measurements are conducted to validate the proposed model, with good agreement achieved between model predictions and tested data. Numerical calculations with the proposed model are subsequently performed to quantify the influences of fiber diameter, porosity and backed air gap on sound absorption of uniform (single-layer) fibrous materials. Results show that the sound absorption increases with porosity at higher frequencies but decreases with porosity at lower frequencies. The sound absorption also decreases with fiber diameter at higher frequencies but increases at lower frequencies. The sound absorption resonance is shifted to lower frequencies with air gap. For multi-layer fibrous materials, gradient distributions of both fiber diameter and porosity are introduced and their effects on sound absorption are assessed. It is found that increasing the porosity and fiber diameter variation improves sound absorption in the low frequency range. The model provides the possibility to tailor the sound absorption capability of the sintered fibrous materials by optimizing the gradient distributions of key physical parameters.     

Sound absorption coefficient optimization of gradient sintered metal fiber felts

An optimization method for sound absorption of gradient (multi-layered) sintered metal fiber felts is presented. The theoretical model based on dynamic flow resistivity is selected to calculate the sound absorption coefficient of the sintered metal fiber felts since it only requires three key morphological parameters: fiber diameter, porosity and layer thickness. The model predictions agree well with experimental measurements. Objective functions and constraint conditions are then set up to optimize separately the distribution of porosity, fiber diameter, and simultaneous porosity and fiber diameter in the metal fiber. The optimization problem for either a sole frequency or a pre-specified frequency range is solved using a genetic algorithm method. Acoustic performance comparison between optimized and non-optimized metal fibers is presented to confirm the effectiveness of the optimization method. Gradient sintered metal fiber felts hold great potential for noise control applications particularly when stringent restriction is placed on the total volume and/or weight of sound absorbing material allowed to use.     

聚合物的水声吸声与动态力学性能关系的研究

以声波在高分子介质中的传播理论为依据，推导出了材料的水下吸声性能与其声学参数如声速和声衰减系数之间的关系式，在此基础上，以描述高分子材料粘弹行为的三元模型为出发点，推导出了材料的水声吸声性能与材料的动态力学性能参数包括损耗因子、松弛前的剪切模量、松弛后的剪切模量以及材料的密度和厚度之间的关系式为对所推导的关系式进行验证，设计合成了一系列阻尼性能不同的聚合物，分别测试了它们的动态力学性能和声学性能。结果表明：用材料的动态力学性能参数计算得到的水声吸声系数与实验测得的吸声系数的变化趋势一致，可利用对动态力学性能的研究结果指导水声吸声材料的设计．     

烧结金属纤维材料吸声性能优化研究

以烧结金属纤维多孔材料为研究对象,构造了2种具有宽频吸声特点的优化目标函数Obj1和Obj2,并分析和讨论了各自的特点.最后采用模拟退火遗传算法和序列二次规划法对烧结金属纤维材料的吸声性能进行了优化.通过优化计算,获得了不同厚度烧结金属纤维材料获得最优宽频吸声性能时的材料孔隙率、曲折度因子、静流阻率以及静流阻等宏观声学参数的变化规律,从而为烧结金属纤维材料的工程应用提供参考依据.     

声场流化床颗粒浓度时间序列分析

在内径140 mm,高1 600 mm的声场流化床中,以FCC颗粒为流化介质,采用光导纤维探针测定不同轴/径向位置的颗粒浓度时间序列,通过统计分析、功率谱分析和小波分析揭示外加声场对颗粒浓度的影响。结果表明:声场的引入降低了颗粒最小流化速度,声压越大最小流化速度越小,声波频率在150 Hz时最小流化速度最小。颗粒浓度功率谱呈现宽频且有明显主频的低频信号,声压越大主频的峰值越小,颗粒浓度信号的主频峰值随频率先下降后上升。对颗粒浓度信号进行5尺度离散小波变换,声场流化床中颗粒浓度信号高频部分增加,低频部分减小。     

对厅堂混响时间设计偏差的探讨

试图探讨观众厅音质设计中混响时间设计值偏差过大的问题。通过对多功能厅堂混响时间特性的测试分析，提出了当厅堂内采用轻质吊顶或其它隔声量很低的围护结构时，应考虑透射声能的衰减。用表观吸声系数取代材料标准吸声系数，并给出测量薄板共振结构共振频率的方法。     

屋顶振源室内低频耦合响应场有限元研究

利用有限元方法计算了低频激发力作用下屋顶振源在室内产生振动耦合响应场的空间分布及其频率响应特征;指出了薄壁矩形封闭空间与刚性壁空间的模态频率存在一定偏差,并且在模态频率较高时偏差比较大,在激发力频率接近房间结构的共振频率或腔内声模态频率时,室内耦合声场将获得较大声压级,特别是当结构共振频率与腔内模态频率发生重叠时,以该频率激发结构会使室内耦合响应场的声压级得到极大加强,因此,在设计建筑物时应当避免共振频率与模态频率的重叠,通过分别计算在非特征(共振或模态)频率(80Hz)与特征(共振和模态重叠)频率(116Hz)激发力作用下的各壁声压级及其结构位移振幅分布,给出了各壁面在相应激发力作用下向室内辐射声能量的相对贡献,指出对室内声能量贡献起主要作用的有时不一定是屋顶,而可能是侧面墙壁。