基于遗传算法的圆柱空腔吸声覆盖层参数优化研究

基于圆柱空腔吸声覆盖层二维理论推导吸声覆盖层单元-粘弹性圆柱管等效阻抗,结合传递矩阵法建立吸声覆盖层声学性能分析简化模型。采用遗传算法对圆柱-圆台空腔吸声覆盖层多个材料、结构参数进行综合优化研究。结果表明,较仅优化吸声覆盖层材料属性,对材料属性、结构多参数优化能获得更好宽频吸声性能。     

静水压力下高分子材料黏弹性动力学参数测量

提出测量静压下高分子材料黏弹性动力学参数方法。分别制作均匀实心覆盖层及圆柱空腔覆盖层样品,测量实心覆盖层复反射系数计算复纵波波数,测量圆柱空腔覆盖层复反射系数,结合圆柱空腔结构变形,利用圆柱管中轴对称波特征方程计算复剪切波波数,综合复纵波波数与复剪切波波数计算静压下复杨氏模量及复泊松比。对橡胶材料进行声管测试,分析、总结静压对黏弹性动力学参数影响规律。测量某吸声覆盖层静压下反射系数,并与用实测材料参数计算的反射系数进行比较,验证方法的可靠性。     

薄膜材料吸声性能数值模拟

为了研究薄膜材料的吸声性能,对带空腔的单层薄膜、双层薄膜及未带空腔的双层薄膜的吸声性能进行了数值模拟。在其它参数保持不变时,随着薄膜材料的质量密度和空腔深度的增加,共振频率逐渐向低频方向移动。带空腔的双层薄膜吸声结构的吸声带宽明显高于单层薄膜的吸声带宽;未带空腔的双层薄膜吸声结构在频率低于一定值时,吸声系数可以保持常数不变。     

消声瓦的吸声材料和结构对吸声性能影响的评估

对消声瓦的吸声机理作了概述,用我们提出的近似计算非均匀结构吸声器的材料等效物理参量方法,以及根据渐变吸收层声传输理论模型分别仿真了均匀材料、含实心粒子和空心粒子的复合材料构成的平板消声瓦和含空腔平板消声瓦随频率变化的吸声系数、各复合材料的特性阻抗和衰减系数,分析仿真结果阐明吸声材料和结构对消声瓦的吸声性能的影响,为优选吸声材料和结构提供某些参考依据.     

基材含微粒的空腔结构吸声器吸声性能预报的研究

采用一种近似方法计算含球形微粒和空腔结构吸声器的吸声系数,即首先用自洽理论,计算掺入微粒的复合材料的等效力学参数,再用求空腔结构吸声器的等效力学参数方法,计算这种复合材料具有空腔结构的该参数,最后用声波在分层吸收媒质中传播模型来计算能量吸收系数。所得数值模拟结果表明:基材掺入微粒形成的复合材料其吸声性能有不同程度的变化,性能的提高与否与基材和微粒的种类、孔隙率及粒子分布概率密度等因素有关;对于某些含微粒的复合材料若开空腔则可进一步提高吸声器的低频吸声性能。总之,基材含微粒的空腔结构吸声器的吸声系数是以不同程度的灵敏度受控于表征微粒的参数以及空腔结构。     

聚氨酯空腔尖劈吸声性能实验研究

实验测试了新型聚氨酯空腔尖劈不同温度下材料低频动力学参数及尖劈不同静压下吸声系数。通过绘制Wicket图进行了数据筛选,应用时温等效原理,得到了规定温度下宽频范围内材料动态力学参数,随后讨论了尖劈吸声性能随静水压力、温度、频率的变化规律。在测试数据基础上,基于优化理论对尖劈腔型进行优化设计,开展了声呐平台区敷设空腔尖劈的应用研究,分析了敷设前后声呐平台的声振特性,验证了新型聚氨酯吸声尖劈的减振降噪效果。     

基于virtual.lab的粘弹性材料吸声性能计算研究

本文介绍了一种基于virtual.lab软件的粘弹性材料吸声性能计算方法。首先通过动态热机械仪(DMA)测量材料在不同温度下的低频动态力学性能,依据温频等效(WLF)原理拓展得到材料在宽频范围内的动态力学性能,进而计算出材料的声学参数。依据材料的声学参数便可由virtual.lab软件计算出材料的吸声性能。利用本方法计算了两种橡胶材料的吸声性能,与声管实测结果进行了对比,两者结果基本一致。     

金属橡胶材料特征参数对其吸声性能影响的实验研究

为深入研究金属橡胶材料吸声降噪性能,并为该材料吸声结构设计提供依据,实验研究了金属橡胶材料的吸声特性。分析了金属橡胶材料厚度、孔隙率、金属丝直径和平均孔隙直径等特征参数对吸声性能的影响;推导并验证了金属橡胶材料吸声系数第一共振频率的理论计算公式;研究了具有相同平均孔隙直径金属橡胶材料的吸声特性。结果表明:金属橡胶材料可作为均匀、各向同性的多孔吸声材料进行研究,其吸声性能具有可设计性,并且相同平均孔隙直径的金属橡胶材料具有相同的吸声特性。     

水下多层均匀材料垂直入射的声特性分析

采用传递矩阵方法研究了材料特性、几何参数对水下多层均匀复合结构声学性能的影响,给出了吸声系数的理论公式并开展了计算仿真。研究表明:不同橡胶材料对复合结构吸声性能有显著影响;增加复合结构层次有利于改善结构吸声特性,特别是改善低频吸声特性。     

金属橡胶材料双层结构吸声特性研究

理论研究了金属橡胶材料双层结构吸声特性。根据金属橡胶材料声学特性参数计算式,推导出两种基本双层吸声结构—置于刚性墙和带有空气层吸声结构的声阻抗率和吸声系数计算式。确定了流阻率是决定金属橡胶材料声学特性的基本参数。分析了各层材料厚度、流阻率及空气层厚度对两种吸声结构吸声性能的影响关系,对比分析了双层吸声结构与单层吸声结构的吸声性能。研究结果表明:通过合理设计双层吸声结构,可使其在很宽的频率范围内具有良好的吸声性能。