微穿孔板吸声体中的板振动

板振动对微穿孔板吸声体的声学特性存在一定的影响。文章对此影响关系从理论方面进行初步分析,并通过不同材料、不同孔径、不同穿孔率样品在低频、中频驻波管中的大量实验,分析板振动对微穿孔板吸声体吸声性能影响关系的规律性,从而得到对微穿也板的实际应用具有指导性的结论。     

变截面背腔结构的微穿孔板吸声器的设计与研究

如何实现微穿孔板吸声结构的宽频吸声是近年来的研究热点之一。针对微穿孔板吸声结构的宽频吸声问题,本文设计了一种不规则背腔结构,并将其应用到单层和双层微穿孔板的吸声器上,对其吸声性能进行了研究。利用声电类比模型获得吸声器各部分的阻抗关系,然后通过理论计算得到吸声结构的阻抗和吸声系数。理论、仿真和实验结果表明：在不增加结构厚度的情况下,通过内层变截面隔板对背腔进行不等体积分割,可拓宽微穿孔板吸声带宽,且结构相对简单。该研究为微穿孔板吸声器的宽带低频吸声及其应用提供了新的设计思路。     

组合微穿孔板吸声结构

一般穿孔板吸声结构,因穿孔比较大(几毫米甚至几厘米),穿孔板本身所供绐的声阻有限,只能靠板后另加玻璃棉、矿渣棉等多孔性材料以增加声阻与大气声阻匹配,加大吸收,而穿孔板的穿孔面积在总面积的20％以上,只能起护面板的作用,保护多孔性吸声材料。理论证明,穿孔的声阻与其直径平方成反比,如果把孔径减小到丝米级,就可以不必另加吸收材料,穿孔板就具有足够的声阻。而穿孔板的     

基于混响法的微穿孔板后空腔吸声特性研究

表征吸声材料的主要物理参量一般有:吸声系数a、流阻Rf、孔隙率q、结构因子s。在噪声控制工程中,最常用的是吸声系数a,而a的大小与Rf、q、s是密切相关的。本文采用混响法测量微穿孔板后空腔吸声系数,研究微穿孔板后空腔对吸声效果的影响。实验表明,通过对比后空腔D=0mm和D=100mm吸声数据验证得出微孔板加上一定的后空腔可以做成宽频带良好的吸声结构。     

声致振动对3层微穿孔板吸声体吸声性能影响

为了研究声致振动对3层微穿孔板吸声体的吸声性能的影响,基于微穿孔板吸声理论与声电等效电路原理,对考虑声致振动时,3层微穿孔板吸声体的吸声性能进行了计算。研究发现,考虑声致振动时,3层微穿孔板吸声体的低频吸声性能有所降低,高频吸声性能变化不大。且随着微穿孔板的质量密度的增加,考虑声致振动时的3层微穿孔板吸声体的吸声性能曲线逐渐接近未考虑声致振动的情况。当其它参数保持不变时,随着穿孔板穿孔直径和间距的增加两共振峰逐渐向低频方向移动;随着穿孔率的增加,两共振峰逐渐向高频方向移动。因此,声致振动对3层微穿孔板吸声体的吸声性能有一定的影响,其影响程度与微穿孔板的质量密度和结构参数相关。     

微穿孔板吸声体参数灵敏度分析

轻质耐高温的微穿孔板吸声体的吸声性能主要受腔深、孔径、板厚、穿孔率四个参数的制约,通过等比例减小和增大这些参数来观察微穿孔板吸声体吸声性能的改变。引入吸声系数变化率的概念,以吸声系数变化率作为衡量标准,判断参数的改变对结构吸声性能的影响。整体而言,影响吸声性能的敏感度从高到低的微穿孔板吸声体参数顺序为：腔深、孔径、穿孔率、板厚。研究结果可为工程人员利用微穿孔板吸声体降噪时设计吸声体尺寸提供一定的指导。     

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。     

微穿孔板吸声体的准确理论和计算机辅助设计

为使马大猷教授提出了的微穿孔板吸声体精确理论,能够在噪声与振动控制工程中得到迅速而广泛的应用,本文进行了这方面的计算机辅助设计,并对结构参数与吸声特性之间的相互影响进行了较为深放的分析和探讨。     

折叠背腔微穿孔结构的宽频吸声特性研究

为拓宽吸声带宽,提高低频吸声效果,提出新型折叠背腔微穿孔板吸声结构。建立单个折叠背腔微穿孔吸声单元的理论模型,通过传递矩阵法求解其吸声系数,通过有限元仿真验证理论计算结果。在此基础上,分析由不同背腔深度单元组成的折叠背腔微穿孔板吸声结构的垂直入射吸声特性。随着组合单元数目的增加,吸声带宽得到进一步拓展。结果表明,整体厚度仅为30.3 mm的10单元组合折叠背腔微穿孔板吸声结构在450 Hz～1 600 Hz内的吸声系数大于0.6,在1 200 Hz～1 550 Hz范围内的吸声系数大于0.8。     

折叠背腔微穿孔结构的宽频吸声特性研究

为拓宽吸声带宽,提高低频吸声效果,提出新型折叠背腔微穿孔板吸声结构。建立单个折叠背腔微穿孔吸声单元的理论模型,通过传递矩阵法求解其吸声系数,通过有限元仿真验证理论计算结果。在此基础上,分析由不同背腔深度单元组成的折叠背腔微穿孔板吸声结构的垂直入射吸声特性。随着组合单元数目的增加,吸声带宽得到进一步拓展。结果表明,整体厚度仅为30.3 mm的10 单元组合折叠背腔微穿孔板吸声结构在450 Hz～1 600 Hz内的吸声系数大于0.6,在1 200 Hz～1 550 Hz范围内的吸声系数大于0.8。     

微纳材料修饰的硅基微穿孔板共振降噪复合器件

探索了一种通过MEMS技术制备硅基微穿孔板共振降噪结构,并进一步将ZnO微米纳米材料加入其中以提高吸声性能的新方法．采用MEMS技术在硅片上得到了孔径为100μm、一致性良好的微孔阵列,将其与刚性底座组合在一起,构成硅基微穿孔板降噪器件．将通过水热合成法得到的ZnO微米纳米材料制备在后底板硅片上,并与硅基微穿孔板组装在一起,构成微米纳米复合降噪器件．对上述两种器件进行降噪实验,结果显示采用MEMS精密加工技术能够获得吸声系数较高的共振降噪器件,而经过ZnO微米纳米材料修饰后的复合器件,其在1500～6000Hz频段内的平均吸声系数提高了2．54％,达到85．87％．这一现象在1500～3000Hz频段尤为明显．因而,采用ZnO微米纳米材料修饰后的复合器件,吸声性能有所提升．     

穿入铜纤维薄微穿孔板的吸声性能

提出在薄微穿孔板微孔中穿入铜纤维的结构,有效拓宽薄微穿孔板的吸声频带,提高吸声系数,使微穿孔板吸声性能在中低频得到很大的提高。研究结果表明,样品直径为100 mm, 29 mm,穿孔直径为1 mm,厚度2 mm,穿孔率为3 %的微穿孔板,穿入铜纤维的直径为0.13 mm,穿入铜纤维为3和4根时,在100 Hz ~ 1 600 Hz内,共振吸声系数[α0]达0.99;穿入7至9根时,吸声频带可拓宽1 000 Hz以上;随着穿入纤维数量的增加,吸声频带显著向低频移动,当穿入11根时,移动幅值为464 Hz。     

孔截面变化对厚微穿孔板吸声性能的影响

厚微穿孔板的微孔一般均为直通孔,虽然板厚的增加使其应用范围更广,但板厚改变的同时,微穿孔板的声阻抗也会相应改变,从而导致无法达到如薄板的吸声性能。本文以10mm厚环氧树脂基微穿孔板为研究对象,通过溶芯浇注成型的方法制备具有变截面孔的厚微穿孔板并测试其吸声性能。实验结果显示当直通孔变为变截面孔后,吸声频带有所拓宽,当变为大锥形孔时,微穿孔板的有效吸声频带从300~700Hz增宽至310~830Hz,平均吸声系数从0.45增加到0.54     

大跨度变截面连续钢箱梁桥涡激振动线性分析法

涡激力沿主梁跨向具有偏相关性,基于Scanlan涡激力经验线性模型,假定涡激振动风速下,整个梁段涡脱频率锁定,提出适用于变截面连续梁桥的三维涡激力经验线性模型,从而建立节段模型与变截面梁实桥之间涡激振动幅值之间的关系。通过变截面梁几个典型位置截面的节段模型风洞试验,获得描述整个变截面主梁三维涡激力经验线性模型等效参数,实现对整个变截面连续梁桥涡激振动响应的评估。并通过某典型的三跨变截面连续钢箱梁桥涡激振动风洞试验,验证了理论的有效性。     

聚四氟乙烯微孔膜的共振声性能实验

对聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜传声性能进行实验研究,由数据分析得到其传声特点:在无空气腔时,对传声几乎无影响;有空气腔时,明显表现为共振吸声,在100Hz～1500Hz低频段高效透声,在1500Hz～6300Hz高频段共振吸声。因此,PTFE既是优秀透声材料又是优秀的吸声材料。这为其传声理论模型的建立提供了重要依据,意义在于探索微纳孔径薄膜材料的传声规律。     

计及温度条件下的微穿孔板结构优化设计

微穿孔板吸声体是由穿孔直径在1 mm以下的薄板和板后空腔组成的共振吸声结构,其结构通常可利用经典的微穿孔板理论来设计。但在温度变化条件下,经典的微穿孔板理论已经不足以设计出满足要求的微穿孔板结构。文中在设计微穿孔板吸声结构时,不仅考虑了结构参数孔径d、板厚t、孔间距b及空腔深度D对微穿孔板吸声特性的影响,又计入了温度T这一参数。拟采用改进的粒子群优化算法,分别对一定温度下的单层和双层微穿孔板吸声体的结构参数进行优化设计,搜索得到最优的参数组合,使其在给定的频带范围内平均吸声系数最高。优化结果表明:利用改进的粒子群算法设计出的微穿孔板吸声结构在给定频率范围内吸声系数较大,且符合给定温度的要求。     

单层宽频柔性微穿孔板的加工方法和声学特性研究

针对单层微穿孔板吸声带宽较窄、常规加工方法难以制造超微孔径微穿孔板等技术现状,着重研究了具有较宽吸声频带的单层柔性超微孔微穿孔板的加工方法,包括微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)模板浇铸脱模法、热压印穿孔法、针辊式穿孔法、数控铣床穿孔法,并比较、分析了这些加工方法各自...     

单壁碳纳米管对微穿孔板吸声体吸声性能的影响

实验研究了单壁碳纳米管对微穿孔板吸声体吸声性能的影响。使用单壁碳纳米管对传统的微穿孔板吸声体进行表面修饰,得到复合微穿孔板吸声体,在阻抗管中测量得到其垂直入射吸声系数,并与复合之前的实验结果进行对比发现,经单壁碳纳米管表面修饰后的复合微穿孔板吸声体的吸声性能在低频范围内有明显的改进,吸声系数最大可提高约39.6%。对基于单壁碳纳米管表面修饰的复合微穿孔板吸声体的吸声机理进行探讨时发现,复合吸声体在微穿孔板吸声体共振吸声的基础上引入了单壁碳纳米管与微穿孔板界面的摩擦振动作用等辅助吸声机制使得其吸声性能变优。该研究结果为微纳复合吸声降噪结构的设计提供了研究思路。