基于零相位频率的晶体谐振器等效电参数测量方法

晶体谐振器等效参数的测量方法很多，工程上通常利用谐振频率和负载谐振频率来求解等效参数。该文推导了谐振频率、负载谐振频率、反谐振频率和负载反谐振频率的精确形式，并以此为基础求解晶体谐振器的等效参数。ADS仿真实验表明，该方法在理论上正确。利用相位-频率曲线在谐振点与反谐振点的导数构建非线性方程组，解决实测实验中的频率随机游动问题。采用二维搜索法求解非线性方程组。实测结果表明，该方法测量的等效参数和供应商提供的等效参数基本一致。该方法没有采用近似计算，不仅适用于高Q值晶体谐振器，也适用于低Q值谐振器，因此，该方法也能应用于传感器领域，如温度传感器、石英晶体微天平等。     

横场长度伸缩压电陶瓷振子

本文对典型的横场长度伸缩压电陶瓷振子的振动状态进行了分析并得到其等效电路。推导了振子的谐振频率、反谐振频率、等效电路参数与振子材料的介电常数、压电常数、弹性常数之间的关系式。最后讨论了振子的某些特性。     

厚度剪切压电陶瓷振子

对厚度剪切压电陶瓷振子的振动状态进行了分析并得到其等效电路。推导了振子的谐振频率、反谐振频率,以及等效电路参数与振子尺寸、振子材料的介电、压电、弹性常数之间的关系式。最后讨论了振子的一些特性和制作。     

吸声材料的物理参数对消声瓦吸声性能的影响

用数值模拟消声瓦吸声系数的频响曲线,研究材料物理参数和空腔结构对消声瓦吸声性能的影响.应用声波在分层媒质中传播理论模型和计算含空腔材料的等效物理参量方法,数值模拟物理参数(密度、复弹性模量)值不同的几种橡胶和掺入不同种类、不同孔隙率的微粒子的复合材料作为基材的均匀的和含空腔的消声瓦吸声系数的频响曲线.模拟结果表明材料的物理参数和空腔结构对消声瓦的吸声性能不但有显著影响,而且存在使消声瓦具有高吸声性能的材料物理参数最佳值,为了要获得较好吸声效果需要对材料物理参数进行优化.通过对吸声机理的分析给出了为提高消声瓦吸声性能进行参数优化的途径,并计划将用参数反演方法优化材料的物理参数.     

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.     

水中夹层复合材料表面声反射的研究

为了降低水下航行器和物体表面的声反射和声辐射强度,可以采用玻璃钢夹层结构代替单层玻璃钢结构利用传递矩阵法得到了多层介质声波反射透射的计算公式,通过对一个实验样本的计算和实验测试结果比较,表明此种计算方法可行.在此基础上,仿真模拟计算了层厚度、夹芯的密度、声速、厚度等参数改变时,玻璃钢夹层结构的声压反射系数,分析比较了玻璃钢夹层替代单层玻璃钢表面的声反射特性.研究表明:在频率小于15kHz范围内,玻璃钢夹层可以使声波的反射控制在很小的范围,配合吸声涂层的使用,可以在更大的频率范围内达到很好的声隐身效果.     

流体消振网络对流体动力系统的结构修改及其消振作用

本文运用结构动态修改方法对流体动力系统的消振进行研究。基本原理是利用流体消振网络的反共振特性来抑制流体动力系统频率响应函数的共振峰。文中计算并实验了消振网络的阻抗特性,其中主要是反共振特性。计算方法采用了流体网络理论,分析频率范围达。1.5kHz,另外根据流体网络传输的方程计算了典型流体动力系统(单直管加负载系统)的频率响应函数,分析了因加消振网络后该频响函数的被修改情况,即消振效果。最后对这一实际系统做了针对性实验。     

单负材料平面微腔结构的共振模研究

利用传输矩阵法研究了由单负材料构成的平面微腔结构的共振模特性。研究表明,腔模频率主要由腔中介质的物质参数和结构参数来决定。单负材料层的厚度影响共振模的线宽,随厚度增加而谱线变窄。单负材料损耗的存在,影响共振模的透射率,使腔内局域电场减小。选择合适的单负材料层厚度,可使腔中局域电场达到最大。还研究了斜入射时腔模的偏振特性,在一定条件下可实现TM腔模的全向透射,用以设计全向滤波器。     

Development of a High Sound Absorption Material CEMCOM

Based on sound absorption mechanism of material ,the special sound absorption material CEMCOM fro road sound insulation is introduced,This high sound absorption material is mainly conposed of expanded perlite ,Using multiple sound absorption structure can improve sound absorption property of material,According to the preparation principle and durability design of material,a new kind of material with low cost and high durability is developed.     

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。     

大空腔穿孔板吸声结构的吸声特性

就建筑声学中日益广泛使用的大空腔穿孔板吸声结构的吸声特性进行了探讨,通过对大空腔中声传播特性的分析,根据电-力-声的类比原理,给出了大空腔穿孔板吸声结构的电-力-声类比电路,继而提出了大空腔穿孔板吸声结构共振频率的估算方法和近似估算式,最后介绍了一些大空腔穿孔板吸声结构的设计和改善吸声特性的措施。     

模卡式框架填充墙隔声性能研究

目的研究模卡式墙体的隔声性能.方法利用环境噪声学理论.结果采用双层90 mm粉煤灰陶粒混凝土加40~60 mm厚空气层能够取得良好的隔声效果.当入射声波频率为125Hz时,其隔声量为55 dB,共振频率为54 Hz,满足民用及普通公建要求.结论双层模卡式墙体结构由于中间空气层(或添加隔音材料)的作用提高了墙体的隔声性能,满足国家一级隔声标准.     

纳米材料在吸声材料上的应用研究

传统的多孔吸声材料在中高频段有着良好的吸声性能,但在低频段的吸声效果却不佳。介绍了多孔吸声材料的吸声机理,吸声材料的的种类及发展趋势,重点介绍了纳米材料与多孔吸声材料复合后对其吸声性能的影响,特别是对低频段吸声性能的提高,并对吸声材料的发展趋势做了展望。     

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．     

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.     

MR阻尼器在空间网壳结构风振抑制中的结构几何参数影响

磁流变液(MR)阻尼器是一种新型智能材料减振装置,将MR阻尼器以适当方式和网壳结构结合,形成具有智能材料杆件的空间网壳结构,以达到抑制结构风振的目的,研究了结构几何参数对空间网壳结构的抗风减振效果的影响.研究表明,网壳结构的几何参数的改变对加入MR阻尼器后的网壳结构在风荷载作用下的减振效果具有一定程度的影响.     

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.     

空腔尖劈吸声性能计算及其优化设计

研究含空腔尖劈吸声结构的吸声性能对声呐平台区减振降噪具有重要的工程应用价值,通过实验分别测试了尖劈不同温度下低频材料动力学参数及尖劈吸声系数.基于时温等效原理,由不同温度下测得的低频材料动力学参数值预测了某一温度下高频范围内的值.以变截面波导理论建立的吸声系数方程为依据,自编MATLAB计算程序,由预测得到的材料参数计算了尖劈的吸声系数,并与实验结果作了对比,表明计算值与测试值吻合较好.结合自编程序和MATLAB优化工具箱对尖劈吸声性能进行优化设计,分别对材料动力学参数和空腔结构进行优化,得到了材料动力学参数优化频响曲线和决定空腔变化趋势的参数的优化值.优化结果表明,尖劈吸声性能有了明显的提高.     

微波等离子推力器圆柱谐振腔等离子体流的数值研究

为了获得微波等离子推力器(MPT)圆柱形谐振腔小型化的设计参数，采用时域有限差分法(FDTD)求解Maxwell方程、有限体积法求解N-S方程、单温度局域热平衡模型求解等离子体数密度、温度等参数的全数值方法，对MPT圆柱形谐振腔在不同微波频率、相同谐振模式情况下的微波等离子体耦合流场进行了数值模拟计算。计算结果表明，提高微波频率可缩小圆柱形谐振腔尺寸。圆柱形谐振腔小型化后，在腔内压强一定的情况下，相应地工质气体的流量减小、消耗的微波功率减小，喷管喉径也减小、从而MPT的推力也减小，且不同微波频率、相同谐振模式情况下，腔内等离子体区温度、压强、电子数密度的变化规律相同。这些结论为今后MPT的小型化设计提供了理论依据。     

多孔吸声材料静流阻率的非线性估计

为得到多孔吸声材料的声学特征参数,提出采用非线性估计方法进行提取,并进行了相应的对比实验,通过对高孔隙率多孔金属纤维样本的声学测试,采用样本吸声系数的实测结果作为响应函数,估计的静流阻率参数与该参数的直接测试结果对比基本吻合,验证了所提方法的有效性.