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。     

填料改性聚氨酯弹性体的水声性能

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)等原料合成了聚氨酯弹性体,并用云母、空心玻璃微珠等填料进行改性,研究了填料种类、云母尺寸和空心玻璃微珠含量对该聚氨酯弹性体材料水声性能的影响。以聚氨酯弹性体材料的吸声系数和反射系数为目标函数,采用均匀设计和多元回归分析相结合的方法对混合填料掺杂改性聚氨酯弹性体材料体系进行了优化设计,制备了吸声性能优良的聚氨酯弹性体水声吸声材料。本文为聚氨酯弹性体水下吸声材料的研究提供了理论参考。     

聚氨酯/环氧树脂弹性体声学性能仿真

基于声学边界条件,建立了聚氨酯/环氧树脂(PU/EP)弹性体的水声模型,探讨了弹性体弹性模量、损耗因子及泊松比对其声学性能的影响;在水声脉冲声管中测试了PU/EP的水声性能并进行了算例验证。仿真结果表明,较大的模量、合适的阻尼因子和较高的泊松比是PU/EP弹性体获得低反射、高吸声性能的关键。水声测试结果表明,PU/EP(70/30)弹性体的平均吸声系数为0.39,最大吸声系数为0.42,且反射系数在整个频段范围内小于0.4,可作为水声吸声材料的基材。算例验证表明,计算结果与实验测量结果吻合的较好。     

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。     

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。     

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.     

聚醚酯型聚氨酯弹性体的结构与阻尼性能关系

以丙氧基新戊二醇(PONPG)与二元酸缩聚反应合成了聚丁二酸丙氧基新戊二醇酯(PNPS)和聚己二酸丙氧基新戊二醇酯(PNPA),再与2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)制备聚醚酯型聚氨酯(PU)弹性体。用傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱和核磁共振对聚醚酯二醇结构及相对分子质量进行了测试,用原子力显微镜表征了PU弹性体的微观结构、DMA表征了聚醚酯二醇种类及相对分子质量对PU弹性体阻尼性能的影响。结果表明,随着聚醚酯二醇相对分子质量增加,PU弹性体的损耗因子最大值(tanδmax)增加,阻尼温域明显地向低温方向移动。PU的AFM谱图的相畴随聚醚酯二醇相对分子质量的增加而增大,三维立体图呈现出高低不平的丛林状形貌。对相同相对分子质量聚醚酯二醇,由PNPA反应制备的PU弹性体,其tanδmax较低,且更偏向于低温区域。     

聚醚型聚氨酯橡胶的合成及浇注工艺的研究EI

通过聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)预聚后,用3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)扩链合成浇注型聚氨酯弹性体,研究了不同分子量聚醚和NCO基因含量以及MOCA用量对聚氨酯断裂伸长、抗张强度、硬度等各项力学性能的影响。并且通过选用适当的催化体系和添加第三组分的办法,在保证聚氨酯综合性能的前提下大大延长了混合后釜中寿命,有利于较大制品的浇注成型,为利用常见原料和设备合成高模量聚氨酯弹性体提供了方法。     

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.     

环氧树脂基轻质芯材夹层复合吸声结构的水声性能

用玻璃纤维、乙烯基树脂、环氧树脂和空心玻璃微珠等为原料合成了环氧树脂基轻质夹层复合吸声结构(EPS),在脉冲声管和消声水池中测试了EPS试件的反射系数和吸声系数,测试结果表明,EPS的水声性能受到芯材基体比例、聚醚胺固化剂含量及分层比例等工艺参数的影响,通过合理控制这些参数,可以使芯材相对密度0.8±0.05、厚度25...     

吸声阻尼聚合物材料的研究进展

聚氨酯是一种重要的阻尼材料,为了提高其阻尼性能,众多研究者对各种聚氨酯/填料体系都进行了研究,近年来纳米材料在阻尼材料方面的应用引起了更广泛的兴趣.介绍了在水声吸收、阻尼材料中的一些最新研究成果,特别是作为水声吸声材料的聚氨酯/纳米氧化锌复合材料体系.     

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。     

黄麻纤维毡吸声模型构建与试验验证

为更好地指导黄麻纤维毡的产品设计与应用,开展基于JCA吸声模型的黄麻纤维毡声学有限元模型构建与验证研究.利用阻抗管测取黄麻纤维毡吸声系数,并辨识出用JCA吸声模型表征的黄麻纤维毡相关物理特征参数,基于所建立黄麻纤维毡声学有限元模型获取其吸声系数和声压、声能分布.研究表明,黄麻纤维毡在高频率范围内具有较好吸声性能,其在中...     

混浊海水声吸收与温度、盐度、压强关系

混浊海水的声吸收和声散射特性对水声探测设备工作性能的影响较大。通过经验公式仿真分析了温度、盐度和压强对低频段、低悬浮泥沙颗粒浓度混浊海水声吸收的影响。结果表明:温度和盐度对混浊海水声吸收的影响较大,而压强对混浊海水声吸收的影响可以忽略。构建并研制了一套混浊海水声吸收特性测量系统,实验研究了温度对混浊海水声吸收的影响,声吸收系数随温度的变化规律与仿真结果吻合较好。此研究成果可对混浊海水中的声传播建模、声纳探测系统设计及声纳性能的评估等提供一定参考。     

硅藻土/聚氨酯多孔复合材料的组织结构与吸声特性

以硅藻土和聚氨酯为原材料,成功制备出了具有多孔径连通孔道的硅藻土/聚氨酯复合材料.研究了硅藻土、匀泡剂及增塑剂含量对硅藻土/聚氨酯复合材料的组织结构、抗压强度和吸声性能的影响.结果表明,硅藻土/聚氨酯多孔复合材料具有良好的抗压强度和吸声特性.硅藻土含量为65wt%的硅藻土/聚氨酯复合材料表现出优良的吸声特性,其吸声峰位于1 600 Hz附近,且吸声系数大于0.9,吸声系数高于0.56的频率宽度大于2 000 Hz.     

各向异性不同含量羟基铁粉颗粒/磁性聚氨酯泡沫的可控力学和声学性能

聚氨酯泡沫(PUFs)被广泛应用于飞机、车辆和许多其他设施中的噪声控制。本文研究的磁性聚氨酯泡沫(MPUFs)是一种新型智能泡沫,其力学和声学特性可通过磁场控制。采用一步全水法制备了添加羟基铁粉颗粒的磁性聚氨酯泡沫(CIPs/MPUFs),在发泡过程中施加一定强度的磁场,磁颗粒沿着外加磁场方向排列成链状有序结构,得到各向异性磁性泡沫。在外加磁场作用下,CIPs/MPUFs内部磁性颗粒发生迁移,材料的力学和声学性能发生改变。实验研究了外加磁场对CIPs/MPUFs力学性能和吸声性能的影响。实验结果表明:在外加磁场条件下,CIPs/MPUFs的储能模量和损耗模量随磁性颗粒含量的增加而增加;CIPs/MPUFs的平均吸声系数变化幅度在1%~7%之间,当颗粒含量为5wt%、制备磁场为200 mT、测试施加1.5 A电流时,CIPs/MPUFs的平均吸声系数增加幅度最大,为6.5%。      

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。     

天然纤维增强复合材料吸声性能研究

采用热压成型法制备天然纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构,利用双传声器阻抗管进行吸声性能测试,并与合成纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构进行对比。结果表明:与合成纤维增强复合材料层合板相比,天然纤维增强复合材料层合板虽然具有更优异的吸声性能,但是仍不能满足吸声材料的要求,需通过材料设计进一步提高这种材料的吸声性能。而天然纤维增强蜂窝夹芯结构具有优异的吸声性能,吸声系数峰值高达0.4,可以被用作吸声材料。