水下吸声夹芯复合材料的声学性能

基于水下目标消声覆盖层的承载和隐身一体化需求,通过分析水下消声材料吸声机理,设计了一种水下吸声夹芯复合材料。合理选择材料组分制备了芯材声学试样,测量了声速、复模量、损耗因子等声学参数;采用脉冲声管试验声学性能与理论计算结果一致;33mm厚聚氨酯改性环氧基微珠(PUEPM)配方试样声学性能要优于环氧基微珠吸声体(EPM),5KHz以上频段吸声系数达到0.7;样机消声水池试验表明,水背衬时夹芯吸声结构样机平均吸声系数大于0.5。     

水下吸声夹芯复合材料的声学性能EI北大核心CSCD

基于水下目标消声覆盖层的承载和隐身一体化需求,通过分析水下消声材料吸声机理,设计了一种水下吸声夹芯复合材料。合理选择材料组分制备了芯材声学试样,测量了声速、复模量、损耗因子等声学参数;采用脉冲声管试验声学性能与理论计算结果一致;33mm厚聚氨酯改性环氧基微珠(PUEPM)配方试样声学性能要优于环氧基微珠吸声体(EPM),5KHz以上频段吸声系数达到0.7;样机消声水池试验表明,水背衬时夹芯吸声结构样机平均吸声系数大于0.5。     

统计能量分析在公路隧道声学设计中的应用

为了降低公路隧道内的噪声,需要利用吸声结构或材料对隧道内壁进行声学处理,以改善隧道内的声学环境.因此,利用统计能量分析方法,开展其在公路隧道声学设计中的应用研究.借助于声学仿真分析软件,提出公路隧道声学设计的建模方法.采用这种方法,不仅能够快速准确地评价不同类型的吸声结构或材料对改善隧道内声学环境的作用,还可以了解吸声结构或材料的铺设面积与改善隧道内声学环境之间的关系,从而达到提高设计效率、优化设计方案的目的.     

多孔弹性软质聚氨酯泡沫(PEFPUF)塑料的声学性能研究

通过驻波管法对多孔弹性软质聚氨酯泡沫(PEFPUF)塑料的声学性能进行了测试,分析了材料结构、材料厚度、腔深以及湿度对吸声性能的影响.结果表明,PEFPUF塑料为纤细的软"筋络"构成的类似蜂窝多孔的三维网状结构;材料厚度对其声学性能的影响较大;加大腔深,相当于增加厚度,可以较大的提高低频吸声系数;湿度对于声学性能具有一定的影响.     

基于virtual.lab的粘弹性材料吸声性能计算研究

本文介绍了一种基于virtual.lab软件的粘弹性材料吸声性能计算方法。首先通过动态热机械仪(DMA)测量材料在不同温度下的低频动态力学性能,依据温频等效(WLF)原理拓展得到材料在宽频范围内的动态力学性能,进而计算出材料的声学参数。依据材料的声学参数便可由virtual.lab软件计算出材料的吸声性能。利用本方法计算了两种橡胶材料的吸声性能,与声管实测结果进行了对比,两者结果基本一致。     

D101大孔树脂颗粒/聚氨酯-环氧树脂弹性体复合材料水声吸声性能

用浇铸法制备了不同含量D101型聚苯乙烯大孔树脂颗粒改性的聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP) (D101/PU-EP)弹性体复合材料声学试样,并研究了该材料的水声吸声性能.基于等效夹杂原理的含涂层空心球复合泡沫材料的模量预测模型,计算了D101/PU-EP弹性体复合材料的体积模量和剪切模量.根据计算模量和声学模型,采用传递矩阵法对D101/PU-EP弹性体复合材料的水声性能进行了仿真,得到了D101大孔树脂颗粒的添加量以及梯度结构对该复合材料水声性能的影响规律.运用水声材料声脉冲管系统测试了复合材料的水声声学性能(管中测试,水背衬).研究结果表明:D101大孔树脂颗粒能够有效改善PU-EP弹性体的水声吸声性能,三层梯度结构的D101/PU-EP弹性体复合材料的吸声性能(D101树脂含量10％,平均吸声系数0.53,最大吸声系数0.64)优于同组成的单层复合材料(D101树脂含量10％,平均吸声系数0.46,最大吸声系数0.52).算例验证表明,D101/PU-EP弹性体复合材料的水声性能测试结果与仿真结果基本吻合.     

高分子微粒吸声材料的声学特性

以聚氨酯泡沫组装不同高分子微粒制备出一种新型高分子微粒吸声材料。初步讨论了微粒种类、粒径、构造层次以及微粒本体性质等因素对材料吸声效果的影响。并尝试从材料的微观结构联系材料的声学性质(声阻抗等)，探索材料多层次结构与材料吸声性能的关系。     

金属橡胶材料双层结构吸声特性研究

理论研究了金属橡胶材料双层结构吸声特性。根据金属橡胶材料声学特性参数计算式,推导出两种基本双层吸声结构—置于刚性墙和带有空气层吸声结构的声阻抗率和吸声系数计算式。确定了流阻率是决定金属橡胶材料声学特性的基本参数。分析了各层材料厚度、流阻率及空气层厚度对两种吸声结构吸声性能的影响关系,对比分析了双层吸声结构与单层吸声结构的吸声性能。研究结果表明:通过合理设计双层吸声结构,可使其在很宽的频率范围内具有良好的吸声性能。     

水下目标吸声材料和结构的研究

全面了解和掌握水下吸声材料及结构在应用频率范围内其不同温度、压力等环境下的声学性能,对于水下目标结构的声隐身设计具有重要意义.结合近年来水下目标吸声材料和结构的应用及研究,从材料声学设计的角度,讨论了水下吸声材料的声学特性和研究进展.还对水下吸声结构的形式、吸声机理和应用情况进行了归纳和评述.最后预测了水下目标吸声材料和结构的发展趋势.     

百叶窗式吸声结构的吸声特性

研究使用薄橡胶条倾斜固定于水箱壁面的吸声结构(百叶窗式吸声结构)的吸声特性.基于物理声学方法计算了这一结构的吸声系数,并用混响室法测量了这一结构的吸声性能.理论计算和实验结果表明,在水箱中敷设这种百叶窗式吸声结构能够在宽频带范围内获得较佳的吸声效果,如果调整结构参数可以改变吸声的频带范围.     

D101大孔树脂颗粒/聚氨酯-环氧树脂弹性体复合材料水声吸声性能

用浇铸法制备了不同含量D101型聚苯乙烯大孔树脂颗粒改性的聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)(D101/PU-EP)弹性体复合材料声学试样, 并研究了该材料的水声吸声性能。基于等效夹杂原理的含涂层空心球复合泡沫材料的模量预测模型, 计算了D101/PU-EP弹性体复合材料的体积模量和剪切模量。根据计算模量和声学模型, 采用传递矩阵法对D101/PU-EP弹性体复合材料的水声性能进行了仿真, 得到了D101大孔树脂颗粒的添加量以及梯度结构对该复合材料水声性能的影响规律。运用水声材料声脉冲管系统测试了复合材料的水声声学性能(管中测试, 水背衬)。研究结果表明: D101大孔树脂颗粒能够有效改善PU-EP弹性体的水声吸声性能, 三层梯度结构的D101/PU-EP弹性体复合材料的吸声性能(D101树脂含量10%, 平均吸声系数0.53, 最大吸声系数0.64)优于同组成的单层复合材料(D101树脂含量10%, 平均吸声系数0.46, 最大吸声系数0.52)。算例验证表明, D101/PU-EP弹性体复合材料的水声性能测试结果与仿真结果基本吻合。     

填料及空腔对聚氨酯弹性体夹芯复合结构水声性能的影响

为提高薄板均质吸声材料低频段的吸声性能,文中采用甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、聚醚二醇(PPG)和3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)等原料合成了25mm厚聚氨酯弹性体,对其进行填料改性和开空腔设计,并考虑到实用性,制备了聚氨酯弹性体夹芯复合结构的声学试件,在脉冲声管中测试了其反射系数和吸声系数,结果表明,云母填料改性和开空腔可以改善聚氨酯弹性体的低频吸声性能,其吸声性能还受到填料尺寸、空腔形状和空腔个数等参数的影响,因此合理地设计实验工艺参数,可以得到水下声学性能更佳的聚氨酯弹性体夹芯材料,为进一步研究水下吸声材料和吸声结构提供了理论参考。     

基于阻抗模型的玻璃棉声学参数反演方法研究

为了能准确获取玻璃棉材料的声学参数,文章对玻璃棉声学参数在不同阻抗模型下的声学参数进行了反演。采用了厚度分别为22 mm和44 mm的玻璃棉样本实测吸声曲线及各声学参数,选取四种常用阻抗模型,通过遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对玻璃棉材料进行声学参数的反演,并选择反演效果最优的模型进行敏感性分析。比较各参数反演结果的误差比,并对比不同模型描述的吸声曲线与测试曲线的一致性,最后量化并比较Johnson-Champoux-Allard (JCA)模型中各参数对吸声系数的影响程度。研究表明,使用GA结合JCA模型或Johnson-Champoux-Allard-Lafarge (JCAL)模型反演的参数值与测试值误差较小;JCA模型适用于玻璃棉材料的声学参数反演,模型中流阻率和曲折度的敏感性较高,反演过程需保证其精确度。     

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～2 000 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：(1)在10 Hz～2 000 Hz频率范围内，相比空腔型覆盖层，复合结构的平均吸声系数提高到0.497；(2)复合结构的低频吸声机理为：通过下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化，通过局域共振结构的反共振消耗声能，二者共同作用，提高吸声系数；(3)耦合产生的吸声峰峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大，峰值频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动。研究结果可为声学覆盖层的低频吸声特性设计提供理论指导。     

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:(...     

敷设声学材料的声呐平台结构振动声辐射计算分析

采用有限元/边界元方法对声呐平台结构振动声辐射进行了理论研究。首先根据声学材料不同的减振降噪机理对其进行了合理的等效处理和简化建模,然后计算了声呐平台敷设不同阻尼和吸声特性声学材料的振动与声辐射特性。研究表明:声学材料的阻尼性能可以通过复合损耗因子等效,吸声性能可以通过设置边界特性阻抗来近似实现;声呐平台结构敷设阻尼和吸声材料有利于减小平台振动和降低自噪声;声学材料的吸声系数越大越有利于降低声呐平台自噪声,这对声呐平台自噪声预报和控制提供了重要的理论指导和参考价值。     

复合微穿孔板吸声结构声学性能预测

本文旨在将微穿孔板吸音结构与多孔材料复合，得到中低频吸音性能较好的复合层声学结构。以微穿孔板多边形穿孔截面、穿孔率、空腔厚度和多孔材料类型为变量，设计复合层声学结构，给出复合层声学结构吸声系数的理论计算方法和声学有限元仿真预测模型。利用3D打印技术制备精度较高的微穿孔板实验样本，利用阻抗管法对复合层声学结构的吸声系数进行实验室测量。对比预测结果和实验数据，发现两者具备很好的一致性。研究表明：复合层声学结构具有很好的中低频吸声系数，通过调整微穿孔板穿孔截面形状和穿孔率可以对中低频段（50-1600Hz）噪音进行有效控制。     

在含气孔粘弹媒质中非线性声传播特性

1引言: 共振型消声是实现水下吸声的一种基本形式.结构共振消声是通过在基底粘弹(通常为橡胶类粘弹材料)材料中嵌入声学结构--各种类型和大小的空腔,利用空腔的共振吸收增加损耗.本文运用等效媒质法,着重对含气孔粘弹材料的二阶非线性声场做了研究.     

基于遗传算法的圆柱空腔吸声覆盖层参数优化研究

基于圆柱空腔吸声覆盖层二维理论推导吸声覆盖层单元-粘弹性圆柱管等效阻抗,结合传递矩阵法建立吸声覆盖层声学性能分析简化模型。采用遗传算法对圆柱-圆台空腔吸声覆盖层多个材料、结构参数进行综合优化研究。结果表明,较仅优化吸声覆盖层材料属性,对材料属性、结构多参数优化能获得更好宽频吸声性能。     

梯度弹性多孔材料吸声性能分析与优化设计

梯度孔隙率结构对多孔材料吸声性能有着很大的影响,可以拓宽多孔材料的吸声频带。以具有梯度孔隙率的弹性多孔材料为研究对象,基于Biot理论及传递矩阵法研究了常见梯度结构以及梯度差对吸声系数的影响,并利用多岛遗传算法(MIGA)寻求梯度结构的最优厚度分布。研究表明:通过对孔隙率和层厚的合理设计,可以提高期望频段的吸声性能,其中,孔隙率由高到低再到高的梯度结构可以明显提高宽频吸声系数,这对弹性多孔材料的设计及其在声学包上的应用具有重要的指导意义。