卧铺动车组床垫材料吸声特性测试及仿真优化

基于传递函数法,利用阻抗管测试卧铺动车组床垫材料的吸声特性.基于声学有限元法,用Delany-BazleyMiki经验模型模拟多孔吸声材料声学属性,建立阻抗管吸声特性计算模型,并由试验结果进行校核.基于该模型,计算分析厚度、孔隙率和流阻率对卧铺动车组床垫材料吸声特性的影响.结果表明:增加厚度会使得平均吸声系数和降噪系数增大,但当厚度超过70mm后,吸声特性变化趋于稳定,频域吸声系数主要在50~500Hz的中低频显著提高;增大孔隙率会使材料平均吸声系数和降噪系数增大,但增大幅度不大,同时可使100~800 Hz的中低频吸声系数有小幅提高;增大流阻率使得平均吸声系数和降噪系数呈先增大后减小的趋势,峰值均出现在流阻率为0.5×105 Pa·s/m2左右.优化后的材料相比于原试样,提高了100~500 Hz的吸声性能,且平均吸声系数提高了12.85%,降噪系数提高了16.69%.     

卧铺动车组床垫材料吸声特性测试及仿真优化

基于传递函数法,利用阻抗管测试卧铺动车组床垫材料的吸声特性.接着,基于声学有限元法,用Delany-Bazley-Miki经验模型模拟多孔吸声材料声学属性,建立阻抗管吸声特性计算模型,并由试验结果进行校核.基于该模型,计算分析厚度、孔隙率和流阻率对卧铺动车组床垫材料吸声特性的影响.结果表明:增加厚度会使得平均吸声系数和降噪系数增大,但当厚度超过70mm后,吸声特性变化趋于稳定,频域吸声系数主要在50~500 Hz的中低频显著提高;增大孔隙率会使材料平均吸声系数和降噪系数增大,但增大幅度不大,同时可使100~800 Hz的中低频吸声系数有小幅提高;增大流阻率使得平均吸声系数和降噪系数呈先增大后减小的趋势,峰值均出现在流阻率为0.5×105Pa·s/m~2左右.优化后的材料相比于原试样,提高了100~500 Hz的吸声性能,且平均吸声系数提高了12.85%,降噪系数提高了16.69%.     

聚丙烯纤维及与聚氨酯复合材料吸声性能研究

利用吸声材料降噪是重要的噪声控制手段。通过干混,以热熔胶粘结,将聚丙烯(PP)纤维模塑成层状,研究了纤维长度、密度及厚度对材料的吸声性能影响,并研究了PP纤维与聚氨酯(PU)泡沫复合双层结构的吸声性能。发现PP纤维具有良好的中低频吸声性能。在纤维长度为5mm,密度为0.51g/cm3,厚度为40mm条件下,材料平均吸声系数达到0.51。PP、PU的放置方式对材料的吸声性能影响较大,当PP纤维与PU泡沫厚度均为20mm且纤维层面对声源时,复合材料的吸声峰位于480Hz且吸声系数达0.86。本研究为实际应用中材料复合增强吸声性能提供参考。     

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.     

金属纤维材料的吸声特性

本文用驻波管法测试了多种规格的碳钢、黄铜、铝纤维等吸声材料的垂直入射吸声系数,频率范围为100～4000Hz;分析讨论了材料的流阻率、厚度、容量、孔隙率、纤维直径及背后空气层对其吸声性能的影响;并对模压金属纤维材料的结构因子作了探讨。     

聚醚型聚氨酯泡沫碱法网化工艺

研究了碱法网化工艺制备聚氨酯(PU)泡沫的配方及工艺参数，并对不同配方及工艺条件制备的网化泡沫进行了性能测试，分析了网化工艺对网化泡沫性能的影响，优化了配方，并对网化效果进行了评价。     

一种新型多孔玻璃的制备及吸声性能研究

采用盐模烧结工艺制备多孔玻璃材料,研究了孔隙率、孔径大小、厚度和后空腔深度等因素对吸声性能的影响。结果表明,提高孔隙率和增加厚度都有利于提高材料的吸声性能;孔径不易过大和过小,存在最佳值;后空腔深度对薄板的影响显著,而对厚板的影响较小。制备了孔径为0.18 mm,孔隙率为77.8%,厚度为30 mm的多孔玻璃,测试时无后空腔深度,材料的平均吸声系数为0.8,吸声系数大于0.5的起始频率为488 Hz,吸声系数曲线为平坦的高吸声曲线,这种多孔玻璃具有卓越的吸声性能。     

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.     

一种快速测试多孔介质声学特征参数的方法

目前有效易实施的噪声控制方法是使用多孔材料,但其特征参数测试耗时长、花费多,且需要多个专业测量设备,限制了多孔材料的广泛应用。从声学测量角度出发,设计了一个试验台,可以同时测试多孔介质中声传播的所有特征参数。测试基于Johnson-Allard和Lafarge-Allard两种理论模型,旨在确定流阻、孔隙率、曲率、黏性特征长度、热特征长度和热渗透性等特征参数的值。首先介绍了各参数的基本测试原理,然后以毛毡为例对多孔材料样本的完整声学特性进行测试来介绍整个测量过程,并评价了测试方法的可靠性。     

不锈钢纤维多孔材料吸声性能的研究

采用直径为6μm、12μm和22μm的不锈钢纤维制备不同孔隙率,不同厚度的多孔材料。研究孔隙率、厚度、丝径,后空腔深度对吸声性能的影响。研究结果表明:孔隙率增大,厚度增大,丝径增大,平均吸声系数也随之提高,吸声性能提高。增加后空腔深度有利于提高低频吸声性能,但会出现吸收谷。并与人造毛毡的吸声性能对比,不锈钢纤维的吸声性能优于人造毛毡。     

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。     

rGO@PU柔性泡沫的冻干法制备及其压阻性能

具有多孔结构的传感材料因可赋予器件轻质、高柔性以及穿着舒适性等优点,已成为近年来的研究热点。以聚氨酯(PU)乳胶粒作为皮克林(Pickering)粒子,引入氧化石墨烯(GO)作为导电填料,制备"水包油(O/W)"型的高内相乳液(HIPE)液态模板;将乳液模板经冷冻干燥成型后,以抗坏血酸(VC)还原成型材料中的GO,得到具有压阻响应性的柔性导电聚合物泡沫(rGO@PU)。分别考察了PU粒子浓度以及GO浓度对rGO@PU形貌、力学性能以及压阻性能的影响。结果表明:PU可用作Pickering粒子,稳定"环己烷/水"HIPE,同时PU低的玻璃化转变温度赋予材料柔性;随着PU粒子浓度的降低,材料孔径增大,模量降低;提高GO浓度,材料孔径变化不大,但模量增高;材料的灵敏度、应力量程则可通过改变PU和GO的浓度进行调控。     

粉体致密化法(PCF)制备泡沫铁的研究

采用粉末致密化发泡(PCF)工艺制备泡沫铁,研究了各工艺参数对泡沫铁制备及其孔隙率的影响规律,得出了实验条件下的优化工艺参数配置,对制备过程及影响孔隙率的因素进行了分析,获得了泡沫铁的优化制备工艺及各工艺参数对孔隙率的影响规律,对泡沫铁的研究与开发具有显著意义.     

多孔泡沫金属材料吸声性能探讨

以不同工艺制备的泡沫铝样品为代表,探讨了泡沫金属材料的吸声性能。根据泡沫金属材料样品吸声系数的实验数据,对其吸声数据与声波频率的关系进行了非线性拟合。拟合结果发现,利用高斯函数的形式获得了很好的拟合效果。拟合函数表征显示,泡沫金属的吸声系数与声波频率因素的平方呈exp指数关系,而且吸声系数曲线对于声波频率在低频端有一条水平渐近线。     

泡沫铝的孔隙结构及透流特性

研究了加压渗流法制备的泡沫铝的孔隙结构特征，测定了泡沫铝试件在一定流量下的过滤效率、过滤阻力及渗透系数，分析了孔隙结构（孔径，孔隙率）及试样厚度对泡沫铝透流性能的影响；证明所研制的泡沫铝具有过滤效率高、过滤阻力小及渗透系数大的特点，其透流性能优良。     

含空气层CPE/CZ结构材料低频吸声性能研究

利用SW260系列的阻抗管测试了由氯化聚乙烯（CPE）作为聚合物基体和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CZ）有机小分子作为第二组分的杂化材料的吸声性能,通过空气层的介入形成结构材料,发现其在低频段具有良好的吸声性能.研究了空气层厚度的变化对吸声峰值大小及对应频率值的影响,测试了CPE/CZ系列杂化材料和空气层构成的结构材料的声学性能,并分析了损耗因子及损耗因子双峰对材料声学性能的影响.结果表明,含空气层的CPE/CZ结构材料在低频段具有优良的吸声性能。     

水下航行体声隐身材料的研究

水下声隐身材料是水下航行体避免被敌声呐发现、实现隐身性能的关键所在。介绍了吸声材料的理论和声学模型的研究现状、吸声材料制备进展以及吸声性能测试方法,并对水声吸声材料的发展趋势进行了展望。重点围绕吸声材料的结构设计、结构优化、吸声模型建立、声学计算、吸声性能仿真、性能预测、实验应用等方面展开了讨论;对一些主要声学结构材料和声学结构进行了概述。     

MDI对聚氨酯/聚乳酸热塑性弹性体的增容作用

以生物材料聚乳酸(PLA)、聚氨酯(PU)弹性体为原料,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为增容剂,制备了共混型热塑性弹性体(PU/PLA TPV);研究了MDI对PU/PLA TPV性能的影响。结果显示:MDI能明显提高PU/PLA TPV力学强度,当MDI用量为7份时(PU 100,PLA 60,DCP 3,SA 1,均为质量份),PU/PLA TPV综合性能最佳;MDI可改善PU/PLA TPV耐热性能,并且提高PU的玻璃化转变温度;通过SEM观察,增加MDI用量,PU/PLA TPV试样的断面表现出"脆-韧"转变;通过FTIR分析,MDI上的异氰酸根与PLA的羟基能够发生化学键合反应,使PLA与PU之间的界面张力减小,PU与PLA的相容性提高。     

上压渗流铸造法制备泡沫铝

采用上压渗流铸造法,利用盐粒和陶瓷网作为预制体,制备了开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝,并对其孔隙率、透气性和显微硬度等性能进行了测试、分析．研究结果表明,上压渗流铸造法可制备出孔隙率高、透气性好的泡沫铝,且开孔泡沫铝的孔隙率都大于闭孔泡沫铝,而闭孔泡沫铝的硬度高于开孔泡沫铝．通过分析制备工艺参数发现,模具和预制体的预热温度在400～500℃、浇注温度在750—780℃、充型压力不超过0．5MPa时,可制备出性能良好、结构完整的泡沫铝．     

CO2基聚脲纳米纤维膜的压电性能研究

开发环境友好型压电材料具有重要意义。以CO₂为原料替代光气及异氰酸酯,其与不同结构的二胺反应合成CO₂基聚脲(PU);通过静电纺丝技术制备PU纳米纤维膜;采用SEM、XRD、FT-IR、TG等仪器对PU纳米纤维膜的结构进行研究,并组装压电传感器测试压电性能。结果表明：随着二胺碳链长度的增加,PU纳米纤维膜的压电性能逐渐降低;PU-6纳米纤维膜的纤维形貌和压电性能最好,输出电压为4 V,并且具有良好的稳定性和耐用性,在智能可穿戴领域有潜在应用前景。