纤维对硅酸盐基多孔材料吸声性能的影响

以硅酸盐水泥为主要原料,通过原位自组装技术制备了硅酸盐基多孔材料.通过改变纤维的添加量,制备了含有不同种类和不同纤维添加量的多孔材料,并分析了纤维对多孔材料的吸声性能的影响.采用驻波管法测试多孔材料的吸声性能,通过立体显微镜(SM)分析材料形貌.结果表明,PP纤维和玻纤对材料吸声性能影响显著:当PP纤维长度为19mm时,材料的吸声效果最好;随着PP纤维掺量的增加,材料的中低频吸声性能提高,中高频吸声性能降低;随着玻纤掺量的增加,材料的中低频吸声性能提高,中高频吸声性能降低.     

微穿孔板-聚合物层状结构材料的制备和吸声性能

以微穿孔板(MPP)、聚氨酯泡沫(PU)、丁腈橡胶(NBR)和空腔(AG)为原料,根据不同的结构顺序分别制备出MPP-AG共振结构、MPP-PUFM层状结构、MPP-AG-NBR-PUFM多层结构材料和NBR-PUFM-MPP-AG多层结构材料,研究了MMP穿孔率、PUFM厚度、泡沫层孔径、泡沫厚度和结构交替顺序对复合材料吸声性能的影响。结果表明：在频率较低的条件下MPP穿孔率越低或在较高频率条件下MPP穿孔率越高,层状结构材料的吸声系数越高;随着PUFM厚度的增大层状结构材料的共振峰值频率向低频方向移动。与MPP-PUFM层状结构材料相比,MPP-AG-NBR-PUFM在500~1600Hz频率范围的平均吸声系数由0.58提高到0.66;NBR-PUFM-MPP-AG多层结构材料具有优异的中低频吸声性能,频率为400 Hz时最大吸声系数达到0.94,频率为2700 Hz时吸声系数达到0.85。     

吸声侧壁对微穿孔共振结构声学性能的影响

在微穿孔共振结构的空腔侧壁铺设吸声层将增大空腔的声顺,引进空腔的声阻,从而明显改进结构的吸声特性。与对应的刚性壁面空腔结构相比较,吸声壁面结构的吸声系数共振峰频率降低,频响曲线平坦,峰-谷起伏减小。其特性与填满吸声材料的空腔结构基本相同。相应的理论公式得到实例的有力支持。与三维理论相比较,一维理论比较简洁,仅需引入材料的垂直入射吸声系数。其预测的共振结构吸声系数幅值能够满足工程设计的要求,但是没能充分反映吸声材料对共振峰频率的影响,预测的共振峰频率偏高。     

SHCC的配制与拉伸性能研究

采用聚乙烯醇纤维(PVA)纤维作为增强材料,选定不同的粉煤灰掺量、石英砂级配、纤维掺量和养护工艺配制应变硬化水泥基复合材料(SHCC),研究上述因素对SHCC力学性能的影响。研究表明,随着粉煤灰掺量的增加,SHCC极限拉伸强度有少许削弱,但极限拉伸应变不断增加,均高于3%。随着养护龄期增加,SHCC极限拉伸应变呈现先增加后减小的趋势,但拉伸强度随龄期增加而增大。自然养护有利于维持SHCC的高极限拉伸应变;蒸汽养护能提高SHCC早期的极限拉伸强度,但蒸汽养护使SHCC的极限拉伸应变随着龄期增加而明显降低。当m(FA)/m(C)=1.6,2.0和2.4,Vf=2.0%时,采用较细的石英砂和自然养护,28d龄期的SHCC极限拉伸强度在4 MPa以上,极限拉伸应变在3%以上。     

局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能，建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型，研究复合结构在10 Hz～2 000 Hz频段内的吸声特性，并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理，进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律。研究结果表明：(1)在10 Hz～2 000 Hz频率范围内，相比空腔型覆盖层，复合结构的平均吸声系数提高到0.497；(2)复合结构的低频吸声机理为：通过下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化，通过局域共振结构的反共振消耗声能，二者共同作用，提高吸声系数；(3)耦合产生的吸声峰峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大，峰值频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动。研究结果可为声学覆盖层的低频吸声特性设计提供理论指导。     

应用挤塑板颗粒制备轻骨料混凝土

在生产挤塑聚苯乙烯板(XPS)的过程中会产生大量的颗粒废料，为避免产生环境问题，可将XPS颗粒废料用于制备轻骨料混凝土。采用外掺法研究聚苯颗粒掺量、 XPS废料颗粒和可再分散性乳胶粉对轻骨料混凝土性能的影响。结果表明：聚苯颗粒体积掺量小于1 200 mL时，与混凝土的抗压强度、抗折强度、密度呈线性关系，当聚苯颗粒体积掺量为1 500 mL时在混凝土中趋向于饱和；可再分散性乳胶粉能改善聚苯颗粒与混凝土之间的界面问题，当质量掺量为6 g时，抗压强度提高了28%、抗折强度提高了48%。使用XPS颗粒等体积取代聚苯颗粒，XPS颗粒较大的空隙率导致导热系数升高；计算中去除颗粒之间空隙后，XPS颗粒等体积取代聚苯颗粒，当取代2/3的聚苯颗粒时导热系数降至0.0 896 W/(m·K)。     

微胶囊-玄武岩纤维/水泥复合材料的力学性能

以水泥、玄武岩纤维和脲醛/环氧树脂微胶囊为主要材料,制备水泥基复合材料标准试样,研究纤维掺量、纤维长度、微胶囊质量分数、水灰质量比和养护龄期对复合材料抗折强度和抗压强度的影响,利用正交实验确定微胶囊-玄武岩纤维/水泥自修复复合材料力学性能的最优配比。实验结果表明：抗折强度随着纤维掺量的增加而增加,抗压强度随着纤维掺量增加而减小;随着纤维长度的增加,抗折强度略有增加,抗压强度略有降低;抗折强度随着微胶囊质量分数的增加呈现出先增加后减小的趋势,而抗压强度则呈现下降趋势;抗折强度与抗压强度随养护龄期的增加而呈增加的趋势;材料经损伤后修复,抗折强度修复率为117%,恢复率为103%,抗压强度修复率为71%,恢复率为97%。     

《孔中介质对厚微穿孔板吸声性能的影响》

典型的微穿孔板为孔径与板厚均小于1mm的金属或塑料板，这些极薄的板材因其强度低，通常不适用于民用，也因此使微穿孔板这一良好的吸声共振结构的应用范围受到局限。本文以厚度为10mm的环氧树脂基厚微穿孔板为研究对象，分别选择空气、水、聚乙烯醇、羊毛纤维作为孔中介质，用阻抗管法测量吸声系数，研究各种介质对微穿孔板吸声性能的影响。结果发现，通过在孔中加入纤维材料可以在一定程度上弥补因材料厚度增加而导致的吸声性能的减弱。当平均每孔中穿入53根羊毛纤维，后空腔深度为20mm时，厚微穿孔板共振吸收频率为956 Hz，峰值吸声系数可达0.94。有效吸声频带范围为612Hz～1600Hz以上。     

PFCY沙土固结材料的结构与性能

以水溶性聚合物、农作物秸秆、工业固体废弃物和水泥为主要原料制备PFCY沙土固结材料,研究了PFCY的微观结构特征和力学性能,以及各组分之间的作用机理,并分析了PFCY强度体系的形成过程。研究结果表明,在水灰比为0.4,聚丙烯酰胺掺量为1%,麦秸纤维掺量为2%时,PFCY的抗折强度提高了24.7%,聚丙烯酰胺、麦秸纤维和无机胶凝材料能够均匀分布在PFCY体系中,聚丙烯酰胺以丝状和网络状形态存在,材料内部颗粒之间的粘结得到增强,麦秸纤维与硬化水泥浆体界面结构有所改善。     

纤维聚苯乙烯泡沫颗粒轻质土的制备及力学性能

为促进轻质土在岩土工程中的广泛应用,添加改性聚丙烯纤维改善其力学性能,通过无侧限抗压强度试验分析探讨了纤维聚苯乙烯泡沫(EPS)颗粒轻质土强度-变形特性、受压破坏模式和无侧限抗压强度的影响因素,并运用SEM从微观层次上分析了其力学机制。结果表明:不同EPS颗粒、纤维及水泥掺量时,纤维EPS颗粒轻质土的应力-应变曲线不同;EPS和水泥掺量是强度的主要影响因素,其次为纤维掺量;强度随EPS掺量的增大而显著降低,随水泥掺量增大而显著提高;未加纤维的EPS颗粒轻质土松散且易破碎,强度骤然丧失;添加纤维能提高轻质土的峰值强度、残余强度、整体性和韧性,改善其脆性破坏模式;但EPS掺量较高(大于干土质量的3%)时,纤维与水泥土粘结有限,EPS颗粒轻质土力学性能改善效果较弱;EPS颗粒为空心蜂巢结构,纤维表面布满针状的水泥水化物并形成空间网状结构。所得结论表明纤维改善了轻质土力学性能。     

泡沫铝复合板低频吸声性能实验分析与研究

摘 要：泡沫铝是一种新型的吸声材料，在中高频具有良好的吸声效果，本文研究采用泡沫铝复合板来提高其低频吸声性能。研究表明，泡沫铝复合结构具有较好的低频吸声性能，在500Hz～1KHz吸声系数提高较大。通过在材料一侧添加可以背衬进一步提高其吸声系数，在空腔厚度为30mm时复合板的吸声系数最好，在频率400Hz附近出现吸声峰值0.82。     

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。     

闭孔泡沫铝声屏障设计

为改变高速路两侧噪声污染严重,为设计性能更加优越的公路声屏障,结合沈阳市东西快速干道高架桥声屏障建设的工程要求,设计闭孔泡沫铝材的吸声共振型声屏障。使用噪声频谱分析仪实地测量噪声污染情况,利用驻波管法测试打孔闭孔泡沫铝板的吸声系数值。设计的声屏障主要吸声结构为密度0.3 g/cm3,厚度10 mm,打孔率3%的闭孔泡沫铝吸声板,背后设置30 mm厚空腔,其吸声特性为：吸声主频率为300~400 Hz,对500 Hz以下的低频噪声吸声率可达到60 %~90 %。     

聚合物-无机纤维复合泡沫材料吸声性能的研究

以聚合物和无机纤维为主要原料,用化学发泡方法制成了一种新型泡沫吸声材料,它具有质轻,阻燃强度大,成本低的特点,尤其是它在中低频范围内具有优异的吸声性能,克服了一般多孔性吸声材料在低频处吸声性能欠佳的缺陷,文中对发泡剂用量,无机纤维用量,交联剂用量及空腔对材料吸声性能的影响进行了测试分析,结果表明,这些因素对材料吸声性能均有重要影响。     

耦合条件下微穿孔板吸声特性研究

使用轻薄材料制成的微穿孔板和背腔板,其自身的振动对其吸声特性的影响不容忽视。基于模态叠加法建立了弹性背腔微穿孔板的理论模型,研究了弹性微穿孔板和弹性背腔板的刚度、面密度、张紧力和阻尼对其吸声特性的影响,对比了不同边界条件下的弹性背腔微穿孔板吸声系数。随后,利用试验数据和有限元分析结果验证弹性背腔微穿孔板吸声理论。结果表明,在弹性背腔板和弹性微穿孔板的模态频率处,微穿孔板的吸声系数得到提高。通过合理配置弹性微穿孔板和弹性背腔板的参数,能够有效拓宽其吸声带宽。     

高速列车车体轻量化层状复合结构隔声设计

随着高速列车车体结构轻量化的发展,层状复合结构车体在高速列车上得到广泛应用,提高层状复合结构的隔声性能,是高速列车减振降噪的关键技术。基于传递矩阵法,建立"铝板+多孔材料层+空气层+碳纤维增强板"的典型高速列车层状复合结构车体隔声计算分析模型,并分析多孔材料和空气层对层状复合结构车体隔声性能的影响。结果显示,混响声场激励下,在铝板和碳纤维增强版之间仅增加空气层只能提高车体结构高频隔声量,低频部分会由于"板-空气-板"的系统耦合共振,形成显著吻合谷,导致其隔声性能在吻合谷频率处大幅下降。对此,利用多孔材料吸声原理,提出在空气层中增加吸声材料层,抑制隔声吻合低谷,通过优化设计,得出"铝板+空气层+吸声材料+空气层+碳纤维增强板"的优化结构形式,在实现车体轻量化目标同时,可有效提高其隔声性能。     

适用于城市轨道交通车站的吸声体设计及其性能测试

根据城市轨道交通车站的结构特点和噪声特性,设计并制作有空腔的吸声体;将1/4波长声管设置于吸声体中,以提高其对中低频轮轨噪声的吸收能力。通过单传声器脉冲响应法测试吸声体样品的吸声性能,结果表明：加装空腔和布置声管后,吸声体的中低频吸声能力明显提高。最后应用ANSYS和SYSNOISE软件,分别计算出安装该吸声体前后的车站声场,结果显示：安装吸声体后,候车点的声压降低2 ～5 dB。     

非平面界面的多层高分子复合材料吸声性能

主要研究非平面界面的新型多层高分子复合材料在不同温度和压力下的吸声性能。制备了非平面界面的新型多层高分子复合材料和平面界面的传统多层高分子复合材料, 并在声管中测试其吸声系数。结果表明, 在所研究的频率范围内, 新型多层高分子复合材料吸声系数大于传统的多层高分子复合材料吸声系数; 这种新型多层高分子复合材料吸声系数峰值随温度的升高向低频方向移动, 而随压力变化不大。因此, 合理设计多层高分子复合材料的界面形状可以提高复合材料的吸声性能。     

Mechanical properties of reactive powder concrete containing high volumes of ground granulated blast furnace slag

The mechanical properties (flexural strength, compressive strength, toughness and fracture energy) of steel microfiber reinforced reactive powder concrete (RPC) were investigated under different curing conditions (standard, autoclave and steam curing). Portland cement was replaced with ground granulated blast furnace slag (GGBFS) at 20%, 40% and 60%. Sintered bauxite, granite and quartz were used as aggregates in different series. The compressive strength of high volume GGBFS RPC was over 250 MPa after autoclaving. When an external pressure was applied during setting and hardening stages, compressive strength reached up to 400 MPa. The amount of silica fume can be decreased with increasing amount of GGBFS. SEM micrographs revealed the tobermorite after autoclave curing.