组合空腔声学覆盖层声学性能分析及其优化设计

为解决声学覆盖层在低频声学性能较差的问题，设计一种包含圆柱和圆台的组合空腔型覆盖层，利用软件COMSOL计算其在10 000 Hz以下的隔声量与吸声系数，研究覆盖层在不同结构尺寸下的声学性能，继而对组合空腔进行局部优化。结果显示：声学性能会随开孔率的增大而改善，且吸声性能曲线波峰往低频移动；当开孔率由圆台半径控制时，隔声量峰值频率往低频移动，当其由单胞半径控制时，则峰值频率往高频移动；当圆柱半径为1 mm、高度为10 mm时，声学性能相比其他尺寸空腔达到最优；对空腔中圆台结构的母线进行形状优化后，声学覆盖层声学性能得到改善。     

玻璃粉基空心微珠多孔材料的吸声性能研究

采用低成本的通过废玻璃制备的空心微珠坯体为原料,经过低温烧结制备一种超轻高强多孔材料,研究了烧结温度、保温时间对样品孔结构和吸声性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,样品的平均孔径尺寸逐渐增大,保温时间越长,样品的开孔气孔率越大;开孔气孔率越大,样品吸声性能越好;样品平均孔径尺寸的变化显著影响在中高频段的吸声性能,平均孔径尺寸为2.51mm的样品,对于频率为1 000Hz的声波,吸声系数可达0.84。空心微珠多孔材料的平均吸声系数随着流阻的增大先增大后减小,当流阻值达到4.805×105 Pa·s/m3时,样品吸声性能最佳。     

孔结构周期调制通孔多孔铝合金及其吸声性能

采用铝熔体在周期多孔介质间渗流凝固方法制备了孔结构周期调制多孔铝合金,在试验范围内吸声系数的实验测量值与模型计算基本吻合,基于模型研究了调制周期数、调制顺序及同一周期单元内不同孔径层的厚度比与吸声性能的关系,表明孔径的调制分布对2 kHz以上的宽频声波吸收有较大影响,对低频吸收未发现明显改善.     

组合空腔声学覆盖层声学性能分析及其优化设计

为解决声学覆盖层在低频声学性能较差的问题，设计一种包含圆柱和圆台的组合空腔型覆盖层，利用软件COMSOL计算其在10 000 Hz以下的隔声量与吸声系数，研究覆盖层在不同结构尺寸下的声学性能，继而对组合空腔进行局部优化。结果显示：声学性能会随开孔率的增大而改善，且吸声性能曲线波峰往低频移动；当开孔率由圆台半径控制时，隔声量峰值频率往低频移动，当其由单胞半径控制时，则峰值频率往高频移动；当圆柱半径为1 mm、高度为10 mm时，声学性能相比其他尺寸空腔达到最优；对空腔中圆台结构的母线进行形状优化后，声学覆盖层声学性能得到改善。     

丁基橡胶复合材料薄片吸声性能研究

以1mm厚IIR薄片为基体,研究了其中炭黑、中空玻璃微珠、铝粉含量对材料吸声性能的影响情况.研究表明,1mm厚IIR薄片的第一吸声频带为3150～5000Hz,吸收峰频率为4000Hz,吸声效果以中空玻璃微珠最好,炭黑次之;当玻璃微珠/IIR=0.5时,材料出现第二个吸收频带2000～3000Hz,第二吸收峰频率为2500Hz,在频率为2500Hz处其最高吸声系数达0.15;当铝粉/IIR=(0.5～1.0)时, 随着铝粉含量的增加,复合材料的第一吸收频带逐渐向低频移动.在玻璃微珠/IIR、铝粉/IIR材料中加入金属网,可以有效地强化复合材料的低频吸声效果.     

铸石吸声板材料开发与应用研究

铸石吸声板是利用聚氨酯作为载体,以铸石粉、添加剂、水和胶搅拌成的浆料,涂挂于载体上,通过振动后自然固化而制成。制成后的吸声板具有刚性、开孔的特性,且孔孔相连、通透。考察不同厚度、孔径的载体对铸石吸声板吸声系数的影响。结果表明,在相同孔径的前提下增加载体的厚度可以提高对中低频吸声系数,而对高频吸声效果影响较小。厚50mm的铸石吸声板NRC达到0.60,吸声性能达到Ⅱ级。     

造孔剂含量对多孔BiScO3-PbTiO3高温压电陶瓷性能的影响

为研究造孔剂含量对多孔BiScO_3-PbTiO_3(记作BS-PT)高温压电陶瓷性能的影响,采用炭黑作为造孔剂,通过传统固相烧结法对不同初始固相体积分数的准同型相界附近的BS-PT/炭黑混合物制备出多孔高温压电陶瓷.利用X射线衍射仪对多孔陶瓷进行物相分析,通过扫描电子显微镜观察样品的新鲜断面和抛光热腐蚀后的表面显微结构,并对其压电、介电和水声性能进行研究.结果表明:制备的不同初始BS-PT体积分数多孔压电陶瓷均为立方钙钛矿相结构,孔隙通道密实化清晰可见,没有显著的缺陷,气孔的形状是长条形的,长度从几微米到几十甚至上百微米不一,气孔之间是孤立的;随着造孔剂炭黑的体积分数从20%增加至50%,气孔率线性地从8.3%增加至22.1%,εr、d33及d31逐渐下降,静水压优值(HFOM)逐渐增大.多孔压电陶瓷的性能强烈依赖于孔隙空间结构,如气孔率、孔径、孔隙形态及连接方式.     

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。     

高效纤维-石膏功能复合吸声材料的研制

以高强石膏为胶凝材料,内掺玻璃纤维,制备出一种新型多孔吸声材料.实验发现,孔隙率、平均孔径大小、玻璃纤维含量、发气剂含量对材料吸声性能有显著影响.采用驻波管法测试材料的吸声系数.结果表明材料的平均吸声系数和降噪系数分别达0.58和0.60,且材料的中低频吸声性能优良.     

骨组织工程用多孔HA生物材料的制备

用PVB、NH4HCO3和(NH4)2CO3粒子作造孔剂,制备了骨组织工程用多孔HA生物材料.讨论了烧结工艺和造孔剂含量等对材料结构的影响.研究表明,较佳的烧结工艺为1200℃烧结4h,烧结后样品主要是HA相.造孔剂PVB、(NH4)2CO3、NH4HCO3含量分别为10vol%、15vol%和20vol%时,多孔HA陶瓷拥有大于100μm和5～50 μm的贯通孔,具有较好的孔连通性与孔结构,有利于细胞和组织的生长以及营养输送;其最大孔隙率为50.3%,抗压强度为6.33MPa.     

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...     

板膜耦合微穿孔板消声器的性能试验分析

为了使微穿孔板消声器具有低频宽频带吸声性能，文章提出一种将刚性微穿孔板与柔性微穿孔薄膜复合而成的微穿孔平面，并利用平均速度法预测了其吸声效果。文章分析了薄膜面积占比、薄膜厚度、背腔深度对吸声效果的影响。由分析结果可知：板膜耦合微穿孔板消声器与刚性微穿孔板消声器相比，吸声频带宽度从260 Hz拓宽到了650 Hz，与柔性微穿孔板消声器相比，在一定频率范围内吸声系数从0.55提高到0.75，通过适当改变薄膜厚度、背腔高度以及薄膜面积占比能控制微穿孔板吸收峰和薄膜共振吸收峰的相对位置，消声器可获得较好的吸声效果。研究成果可进一步拓宽微穿孔板消声器在低频降噪领域的应用范围。     

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。     

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。     

弹性边界下机械阻抗板面积对吸声性能影响

文章研究了机械阻抗板吸声结构性能与板面积的关系,通过分析获得了机械阻抗板吸声结构的声品质因子和相对声阻率随面积变化的关系式,在此关系式的指导下讨论板面积增大对结构吸声性能的影响.结果表明:对相同材料制成的机械阻抗板吸声结构,随着板边长从0.1m增大到0.6 m,结构的吸声频率向低频移动,吸声带宽稍微变窄,吸声系数先增大...     

低介电常数多孔氮化硅陶瓷的制备

采用凝胶注模成型工艺,以SiO2含量大于等于95%的空芯玻璃微珠作造孔剂,通过控制造孔剂的加入量和调节造孔剂的孔径成功制备出低介电常数、高强度的多孔Si3N4陶瓷。结果表明,随着造孔剂含量的增加,试样气孔率增大,弯曲强度降低,ε和tanδ都相应降低,ε最低为1.77;在造孔剂加入量为10%时,随着造孔剂的孔径尺寸变大,试样的孔径变大,弯曲强度降低,试样的ε和tanδ也相应降低。当造孔剂含量为10%、孔径尺寸为80μm时制备的多孔氮化硅陶瓷ε为2.13,弯曲强度达到38MPa,适合作为宽频带天线罩的夹层材料。     

铝硅闭孔泡沫铝吸声性能研究

利用熔体转移发泡法制备了不同孔隙率(厚度为20mm;孔隙率为67.3%、77.7%、80.4%、88.1%)和不同厚度(孔隙率为79.6%;厚度为10、20、30mm)的铝硅闭孔泡沫铝,运用驻波管法对其吸声性能进行了测试,对其吸声机理进行了探讨,并研究了孔隙率和厚度对其吸声性能的影响.结果发现铝硅闭孔泡沫铝吸声主要是通过亥姆霍兹共振器结构和孔壁微孔以及裂缝等来实现的,实验进一步证实其吸声特性曲线符合理论分析.铝硅闭孔泡沫铝的孔隙率和厚度对其吸声性能影响显著:吸声系数随孔隙率增加而增加;低频阶段,吸声系数随厚度的增加而提高,高频阶段,吸声系数随厚度的增加而下降,但整体吸声性能受厚度影响较小,只出现了最高吸声系数向低频处迁移的现象.     

基于组合微穿孔板的低频宽带吸声超材料研究

如何实现低频宽带吸声,一直是噪声控制工程领域亟待解决的问题之一,近年来声学超材料的迅速发展为此提供了新的解决思路。将拓宽单个峰值吸声带宽与引入第二阶吸收峰两种方式有效结合,基于组合微穿孔板提出了一种低频宽带吸声超材料,建立了组合微穿孔板吸声结构的吸声理论模型与数值仿真模型,分析了其低频宽带吸声机理。理论计算结果与数值计算结果吻合良好,验证了组合微穿孔板吸声结构的准确性。该吸声结构在低频范围产生双吸收峰,峰值都接近准完美吸声,同时具有两个较宽的吸声带宽,结构厚度满足亚波长尺度,展现出了良好的低频宽带吸声特性。最后,通过严格的参数设计,仅耦合两个吸声单元后在250~900 Hz范围内得到了一个连续的吸声频带,平均吸声系数达到0.86,此时结构最大厚度为70 mm。该吸声结构具有优异的低频宽带吸声特性以及丰富的可调性等特点,在噪声控制工程领域具有一定的应用前景。     

多孔性水泥-聚苯颗粒材料的吸声性能研究

水泥-聚苯颗粒材料被广泛用作外墙外保温材料,通过特殊制备工艺可形成多孔性结构,从而同时具备吸声功能,改善建筑环境.以水泥为胶凝材料,以聚苯颗粒为骨料,以聚丙烯纤维和可再分散乳胶粉为增韧材料,采用半干料压缩工艺成型制备吸声材料,分析了水泥用量和蒸汽养护对材料吸声性能的影响.结果表明:水泥掺量越高,在高频段的吸声系数越低,但水泥掺量过低对低频声的吸收不利;蒸汽养护使材料表面形成了空腔共振吸声结构,对提高一定频率下的吸声性有利,根据理论计算了空腔共振吸声结构提高吸声性的频率范围,结果与实测结果一致,分析认为通过调整聚苯颗粒粒径可实现在相对较宽频率范围的高效吸声;纤维提高了抗折强度,可在保障强度的前提下降低水泥用量以提高吸声性.