基于声振耦合的曲面微穿孔板吸声特性研究及试验分析EI北大核心CSCD

采用了声电类比法分析曲面微穿孔板(curved micro-perforated panel,CMPP)的吸声特性,并根据瑞丽积分法求解了曲面板的自由振动特性,借助声振耦合原理获取了在考虑板的振动时微穿孔板的吸声特性,并给出了结构参数如穿孔率、孔径、板厚、曲率半径、背腔深度、板的长宽比等对曲面微穿孔板吸声系数的影响。根据理论模型,该研究设计了阻抗管装置并测量了曲面微穿孔板的吸声系数,其中对不同穿孔率下的吸声系数进行了测量。结果显示:随着穿孔率和孔径的增大,由微孔引起的吸收峰值降低,吸声带宽变小;随着板厚的增加,由于板的共振引起的吸声峰向高频移动,由于微孔引起的吸声峰向低频移动,证明了理论模型的准确性。     

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。     

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。     

微穿孔板二次余数扩散体复合结构阻抗管实验研究

传统的共振吸声结构由于吸声频带窄而无法满足要求,为此将具有良好扩散性能的二次余数扩散体(Quadratic Residue Diffuser,QRD)结构与微穿孔板复合以期获得在吸声频带和吸声峰值兼佳的复合结构。阻抗管实验研究表明,将QRD结构与微穿孔板复合之后,微穿孔板的吸声频带有了很大的扩展,并同时拥有了QRD结构双吸声峰的特点。经过复合,QRD结构的吸收峰吸声系数明显改善,从0.27提高到0.6以上,半峰宽拓宽到300 Hz以上;与微穿孔板变化规律一致,微穿孔板/QRD复合结构的中低频吸收峰频率随微穿孔板穿孔率的增大而向高频移动,随板厚的增加而向低频移动。     

穿入铜纤维薄微穿孔板吸声性能的研究

本文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,直径为100mm,29mm,厚度2mm,穿孔率为3%的微穿孔板,穿入铜纤维的直径为0.13mm,穿入铜纤维为3和4根时,在100Hz~1600Hz,共振吸声系数 达0.99;穿入7至9根时,频带可拓宽1000Hz以上;随着穿入纤维数量增加时,吸声频带显著向低频移动,当穿入11根时,移动幅值为464Hz。     

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。     

封闭式背腔微穿孔板吸声结构

为提高微穿孔板吸声体的吸声性能,提出一种宽频带封闭式背腔微穿孔板吸声结构.使用薄膜封闭背腔中的特定气体,改变背腔声抗,配合参数合理的微穿孔板,能够提升低频吸声性能并有效拓宽吸声频带.基于声电类比法推导该吸声体的吸声系数计算方法,通过有限元仿真以及阻抗管实验对理论计算结果进行验证,最后探究背腔气体、微穿孔板振动和薄膜厚度...     

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。     

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。     

双层微穿孔板吸声结构设计中的共振和反共振频率计算

双层微穿孔板吸声结构设计中的共振和反共振频率计算张宗茂，顾熙棠（宁波大学机械工程系）一、引言对微穿孔板吸声结构的吸声机理已有较系统的研究’‘Ｉ“””。单层做穿孔板吸声结构的共振频率可用穿孔板共振吸声结构的共振频率计算公式求得，但双层微穿孔板吸声结构的...     

用传递矩阵法分析微穿孔板的声学特性

微穿孔板吸声结构以其众多的优点,在噪声控制领域得到越来越广泛的应用。因微穿孔板结构中涉及大量的参数,在穿孔板层数较多时,用声电类比法或试验的方法研究微穿孔板结构的吸声性能将变得非常复杂。传递矩阵法尤其适于多层结构的分析,且易于用计算机编程实现。文章推导了用传递矩阵法计算微穿孔板结构声学性能的计算公式,并与用声电类比法计算的结果、试验测定数据进行了对比,结果显示,传递矩阵法是可以作为微穿孔板结构设计的一种简单而有效的参考方法。     

顶部带吸声柱体的微穿孔声屏障的应用研究

本文应用微穿孔理论,提出了以微穿孔板共振吸声结构为基础的带顶部吸声柱体的新型吸声隔声屏障,对其声学性能进行了细致的研究,并将这种新型声屏障应用于城市高架道路工程中,现场测量表明,其降噪效果在７ｄＢ（Ａ）以上。     

超细不锈钢纤维对厚微穿孔板吸声性能的影响

厚微穿孔板因其板厚增加而无法达到如薄板的吸声性能,为拓宽厚微穿孔板的有效吸声频带,以10 mm厚环氧树脂基微穿孔板为研究对象,在孔中穿入超细不锈钢纤维并用阻抗管法测量其吸声特性,研究结果显示,超细不锈钢纤维能有效拓宽厚微穿孔板的吸声频带,当钢纤维穿入率为50%,每孔钢纤维用量为0.75 mg时,吸声系数大于0.5的吸声频带为392-1 168 Hz,而无纤维微穿孔板的吸声频带为530-1 076 Hz。     

宽频变腔高阻微穿孔吸声板的设计

提出一种穿孔吸声板,用于代替原有的吸声板,不仅可以减少材料的厚度,而且可以提高材料的吸声系数加宽吸声频带,以最大限度的提高经济指标,所研究的宽频变腔高阻吸声板经浙江省环保与振动控制专业协会测试,其吸声系数普遍高于普通微穿孔吸声板。     

双层微穿孔结构扩散场吸声特性

本文在单层微穿孔结构的基础上,考虑到实际应用的声场条件和采用双层结构的要求,导出双层结构在扩用场中的声阻抗及吸声系数计算公式,分析了其在扩散场中的吸声性能,指出不能直接用垂直入射声波条件下的结果来判定某一双层结构在扩散场中吸声性能的优劣。并将理论计算结果和混响室中的测量结果进行比较,结果证明,理论计算可以较准确地预测实际结构的吸声性能。根据理论分析所设计的软件可以方便地进行双层或多层复合微穿孔结构     

蜂窝微穿孔吸声体的宽频吸声性能优化设计

针对蜂窝微穿孔吸声体结构,利用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法优化吸声体结构的吸声性能.以三蜂窝芯的蜂窝微穿孔吸声体结构中微穿孔板的孔径、穿孔率和背腔深度为优化设计变量,以吸声体的吸声系数和吸声频带为优化目标,得到吸声体宽频范围吸声时的优化结构参数.将三参数优化、两参数优...     

隔膜抽气泵用复合微穿孔管消声器优化设计

针对某隔膜抽气泵的排气噪声频谱特性,提出了一种高效宽频的串并联复合微穿孔管消声器.推导了复合微穿孔管消声器传递损失的数值计算模型,并基于此模型利用Isight软件集成Actran和Matlab软件,采用多种群遗传算法对复合微穿孔管消声器的平均传递损失进行优化,来扩宽消声频带提高消声性能.对优化的消声器进行试验测试,结果...     

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.     

镁合金蜂窝板隔声性能分析

采用AZ31镁合金板材、AZ31镁合金蜂窝芯、铝合金蜂窝芯制备了镁合金蜂窝板和镁-铝蜂窝板,并测定具有不同结构参数的蜂窝板的隔声性能。预期高隔声镁合金蜂窝板应用于交通运输装备上,将可提高地板或壁板的减振降噪能力,极大改善乘坐的舒适性,提高能源效率。     

Fabrication of lightweight structural panels through ultrasonic consolidation

A fundamental investigation of the feasibility of producing lightweight structural panels using ultrasonic consolidation (UC) was undertaken. As a novel solid freeform fabrication technology, UC utilizes both additive ultrasonic joining and subtractive CNC milling to enable the creation of complex aluminum structures with internal geometry at or near room temperature. A series of experiments were performed to understand the issues associated with sandwich structure fabrication using UC, including peel test experiments which evaluated the bond strength for various geometric configurations. The honeycomb lattice was found to offer the best core configuration due to its ability to resist vibration from the sonotrode and provide adequate support for pressure induced by the sonotrode. UC was found to be capable of producing lightweight and stiff structures, including honeycomb and other sandwich panels, without the use of adhesives. An effective manufacturing process plan for fabricating structural panels was developed. A case study was performed on a deck built for the TOROID small satellite spacecraft. The fabricated deck was tested for mechanical integrity. Finally, the cost and benefits of utilizing UC for lightweight structural panels versus traditional fabrication methods are discussed.