低频吸声复合结构的研制与性能研究

为了有效提高低频吸声效果,以聚酯纤维、微穿孔板和铝纤维板为研究对象,采用阻抗管声学性能测试方法,以聚酯纤维板、微穿孔板和铝纤维板各自后留80 mm空腔的吸声性能为依据,分别与另一材料两两组合形成复合结构,以期从声波传播过程中的衰减机理来说明吸声性能的变化原因.研究结果表明:铝纤维板+聚酯纤维吸音板+空腔复合结构低频性能...     

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。     

铝纤维板共振结构声学特性的理论初析

铝纤维板与背后空腔组成的吸声结构具有明显的共振吸声特性。铝纤维板的声学参量,即相对声阻抗率ζ和等效厚度l与等效参孔率σ的比值,可由驻波管法测量的吸声系数频响曲线反演求得。南于铝纤维毡的材质均摊性,铝纤维板共振吸声结构不再可以看成“局部反应”的声学元件,在空腔内加置小间距的横隔板有助于提高结构的吸声性能。     

多层高分子复合结构斜入射声波吸声性能

研究了多层高分子复合结构在斜入射声波作用下, 各层材料动态力学性能参数和几何参数变化对其吸声性能的影响规律。应用三维传递矩阵数学模型计算了多层复合结构对垂直入射声波的吸声系数, 并与实验结果进行了对比。结果表明计算结果与实验结果基本一致。利用此数学模型分析了各层材料厚度、模量、损耗因子及泊松比变化对吸声性能的影响。分析结果表明, 各因素变化对吸声性能影响较大, 且外层材料性能参数变化对吸声性能的影响明显大于内层材料性能参数变化对吸声性能的影响。      

穿孔膜与扬声器组合结构吸声性能研究

针对穿孔膜结构低频吸声能力不足问题提出穿孔膜-扬声器复合吸声结构。将扬声器放置于穿孔膜结构后端组成复合吸声结构,可改善结构的低频吸声性能。利用传递矩阵方法建立复合结构吸声理论模型,通过数值计算软件对其吸声性能进行数值计算,并通过阻抗管实验对复合吸声结构的声学性能进行验证,结果显示复合吸声结构的理论和实验变化规律基本一致。扬声器在低频段引入一个吸声峰,调节扬声器的背腔深度可以扩大复合结构的吸声带宽,调节穿孔膜的背腔深度可以使吸声峰值向低频方向移动。合理地设计扬声器和穿孔膜的背腔深度,可以实现结构的高效低频吸声。     

基于FP通道-泡沫铝板复合结构的低频宽带吸声体

提出了FP(Fabry-Pérot)通道和泡沫铝的亚波长复合吸声结构,兼顾低频和宽带的良好吸声,平均吸声系数达90%。建立了该复合吸声结构的压力-热黏性声学有限元数值分析模型,阻抗管试验结果验证了从设计的截止频率366 Hz开始具有良好的吸声特性;基于有限元分析方法,讨论了FP通道的截止频率公比、吸声面积比、通道数量和泡沫铝板厚度对吸声性能的影响,并与其他复合结构进行吸声性能对比。结果表明,该复合吸声结构在噪声控制领域中有应用价值。     

声学黑洞吸声体结构吸声性能的实验研究

通过在圆管内部布置圆环,使得管道的有效导纳沿轴向逐渐增大,从而实现管道的声学黑洞效应,即声波传播时声速逐渐减小至 0,不发生反射的现象,进而使声学黑洞吸声体成为宽带吸声结构。首先对声学黑洞吸声体的吸声性能进行理论分析,随后设计了不同尺寸的声学黑洞吸声体结构,通过实验研究声学黑洞吸声体物理参数对吸声性能的影响。实验结果表明,当圆环数量大于 20 时,声学黑洞吸声体结构能实现宽带吸声。当圆环数量相同时,有效吸声频带随着管道长度的增大向低频移动;当管道长度相同时,吸声性能随着圆环数量的增加而提高。     

泡沫铝复合结构传递损失分析

泡沫铝作为一种新型功能材料,具有吸声、减振的优良性能。将泡沫铝材料与基板组合成复合结构,分析该复合结构的隔声性能,与该复合结构的传递损失计算方法。用数值计算分析不同厚度的泡沫铝对复合结构的传递损失的影响,并进行实验验证。结果表明,双层复合板传递损失的实验值与理论预测吻合性较好,泡沫铝层厚度对复合结构的传递损失影响较大。     

多孔材料和微穿孔板复合吸声结构研究

主要研究如何利用多孔材料拓宽微穿孔板的吸声频带,微穿孔板用来吸收低频噪声,同时加入吸声材料来提高中高频的吸声。给出复合结构吸声系数的计算方法,并在阻抗管内进行实验验证,测量结果和计算结果取得很好的一致性。研究结果表明,多孔吸声材料置于微穿孔板之前,并且二者之间有一定的空气层时,可以显著改善微穿孔板的吸声性能。     

多孔铝在不同介质中的吸声性能

本文采用负压渗流法制备了多孔铝，分别利用驻波管法和脉冲管法测量了它在空气和水中的声吸收系数，并考查了多孔铝的孔结构对吸声性能的影响。研究发现多孔铝的吸声系数随孔径的减小和试样厚度的增加而增大，当孔隙率达到某一临界值时，可获得最佳吸声效果。     

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。     

微穿孔板-聚氨酯微孔薄膜复合结构吸声特性

当微穿孔板背后空腔的长度受到结构限制,对于低频噪声很难吸收,在微穿孔板后增加一层聚氨酯微孔可渗透薄膜形成复合结构可增加低频吸声特性。设计一种改进的聚氨酯微孔可渗透薄膜流阻测量实验装置,充分考虑材料本身质量的影响,建立微穿孔板-可渗透薄膜复合结构声阻抗电声等效电路,该方法可普遍用于预测此类复合结构吸声特性。理论计算不同可渗透膜材料的面密度、流阻等参数对复合结构垂直入射吸声系数的影响。结果表明：在微穿孔板背后增加一层聚氨酯微孔可渗透薄膜,可以在中低频段获得较好的吸声效果。     

泡沫铝的吸声特性及影响因素

介绍了泡沫铝的吸声特性,研究了泡沫铝的厚度、孔隙率、压缩率、空腔对其吸声性能的影响。     

长耳鸮皮肤和覆羽耦合吸声降噪特性研究

利用体视显微镜和驻波管吸声系数测试仪,对长耳鸮、雉鸡、鸽子的胸腹部皮肤和覆羽进行形态、结构观察测试及吸声降噪特征对比试验,并试验研究了长耳鸮皮肤组织试样的耦合吸声特征。结果表明,长耳鸮皮肤和覆羽具有独特的多层次形态与结构耦合特征;在测试频率范围内,三种鸟类皮肤和覆羽的吸声能力在低频段（1000Hz以下）无明显差异,在高频段（1000Hz-4000Hz）,长耳鸮皮肤和覆羽呈现一定的吸声性能,其吸声系数最大值可达0．45,而雉鸡和鸽子体表吸声性较差。根据长耳鸮体表耦合降噪特征运用微穿孔板吸声体吸声系数计算理论,建立仿生耦合吸声数值模型,分析其形态与结构耦合特征的吸声机理。     

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～2000 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:(...     

微穿孔吸声结构平均吸声特性分析

提出针对微穿孔吸声结构的"平均吸声系数"概念,并通过计算机编程计算分析确定带宽内不同微穿孔结构"平均吸声系数"的变化规律,得到微穿孔结构参数变化时"平均吸声系数"的极值及所对应的微穿孔的结构参数.所提出的微穿孔结构的设计步骤为微穿孔结构的实际应用和设计提供有价值的参考.     

泡沫铝吸声性能的研究进展

泡沫铝的孔结构和金属特性使其具有优异的吸声性能。介绍了泡沫铝吸声性能的研究进展,并分析了当前研究中存在的问题,对未来泡沫铝在吸声领域的研究做出展望。未来需进一步研究泡沫铝材料的吸声机理,尝试将结构参数对吸声系数值的影响定量化,系统研究组合结构的吸声性能;探索建立闭孔泡沫铝材料吸声的理论模型,实现对吸声的理论预测、分析与计算,为实际应用提供指导。     

有源吸声结构近场声学特性

有源吸声结构是近年来提出的一种利用有源控制技术吸收低频反射声的智能结构,对其近场声学性能的分析将为系统优化设计、次级源和误差传感器布放及控制目标选取等关键问题提供理论支持。本文在最小反射声功率条件下,对控制前后吸声结构近场观察面声强及吸声系数的变化进行数值仿真。仿真结果从近场法向声强的幅值、辐射形式及空间分布等方面分析有源吸声结构的近场声学特性,并从结构表面吸声系数变化的角度进一步加以验证。