基于压电材料的主动吸声降噪方法研究

提出了用压电材料进行主动吸声的方法。用压电材料作为主动吸声系统中的吸声材料,通过等间距布置于压电材料正前方的两个麦克风传感器,检测出平面入射声波与反射声波,利用压电材料的压电性能,在压电材料上加电压使得反射声波为零,从而达到主动吸声的目的。最后对不同频率入射的声波用matlab语言进行了仿真,仿真结果表明文中所提方法的可行性。     

基于压电材料的主动吸声降噪方法研究

提出了用压电材料进行主动吸声的方法.用压电陶瓷作为主动吸声系统中的吸声材料,通过等间距布置于压电陶瓷正前方的两个麦克风传感器,检测出平面入射声波与反射声波,利用压电陶瓷的压电性能,在压电陶瓷上加电压使得反射声波为零,从而达到主动吸声的目的.最后对不同频率入射的声波用matlab语言进行了仿真,仿真结果表明文中所提方法的可行性.     

基于压电智能材料的自适应吸声实验研究

提出了用压电材料进行水下主动宽带低频吸声的方法,用PVDF复合智能材料作为主动吸声系统中的吸声材料,在滤波-X LMS算法基础上,研究了一种在工程中实现简便的次级通道建模方法——通道时延估计法。构建了数字时延控制系统,直接从实际声场中分离入射声波与反射声波作为控制系统的参考信号和误差信号,在脉冲声管中进行了管道声有源吸声控制实验。实验结果表明,在施加控制的情况下PVDF压电智能材料能有效地对低频入射声进行吸收。     

压电材料在传统吸声结构中的应用

压电材料受到外界声压强作用时，可将声能转化为电能，并进一步转化为热能进行消耗，这可以作为一种新的吸声机制。当把压电材料应用到传统吸声结构中时，压电材料特有的吸声机制有利于提高结构的吸声降噪性能。本文总结了国内外压电材料在传统吸声结构中的应用进展。首先，介绍了常用的压电材料和其吸声机制。此外，根据传统多孔吸声结构和共振吸声结构的分类，系统综述了压电-多孔吸声结构(无机压电填料泡沫、有机压电泡沫、有机压电气凝胶等)以及压电-共振吸声结构(压电薄片、压电微穿孔板、压电静电纺薄膜等)的研究进展，并提炼出两种结构的基本设计原则、结构和性能。最后提出了压电复合吸声结构研究领域存在的问题及发展方向，以促进压电材料在传统吸声结构中的应用。     

智能材料系统和结构中的压电材料

本文简述了智能和机敏材料的区别。综述了压电材料和含有压电材料作为驱动器，传感器以及压电纤维复合材料等不同智能材料系统和结构的性能及应用特征。展望了这类材料未来的发展。     

采用特性阻抗匹配的半主动组合吸声材料与结构

由于主动吸声在低频声波入射时方有吸声效果,而在中高频声波入射时,吸声效果不明显。鉴此,采用一种新的半主动吸声方法;即由一层吸声材料和可移动的刚性壁组合结构,改变刚性壁移动的速度,使吸声材料的表面声阻抗与空气的阻抗相匹配,从而使吸声材料的吸声系数达到最大。最后,对平面入射声波进行了数值计算与实验,结果表明：在100～2 000 Hz时,吸声系数能达到0.8～1.0,而对于更高频率的入射声波,用此方法进行纯主动吸声的效果改善不明显。     

基于PVDF薄膜的智能材料回声控制实现

提出了用高分子压电材料——PVDF薄膜作为激励声源，将其内嵌于基体材料聚氨酯橡胶中制成具有特殊功能的消声材料。通过声时延的方法，用布置在消声样件前方的两传声器检测出平面入射声波和反射声波，利用压电材料PVDF薄膜的逆压电性能，对其施加具有一定幅值和相位的电压，实现样件材料的声阻抗和介质声阻抗的匹配，以使得反射声波达到最小或零，从而实现回声控制的目的。最后对不同频率的入射声波进行了基于声阻抗管的回声控制实验测试并对结果进行了分析。     

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。      

背衬为双声失配层的深水超声压电换能器

深水超声压电换能器,不仅在强度上要耐水压,而且在大深度下要具有稳定的声学性能。几百千赫频率的深海超声压电换能器其背衬要有后方隔声的功能。这是因为后方声波会因各种结构体的反射再向前方传播,而与原来的前向声波发生干涉,使换能器的指向性和频率特性发生变化。要防止出现这种情况,就必须在压电振子的正后方加衬吸声或隔声材料。     

导电相对压电复合材料吸声性能的影响

为了研究新型环境声学功能材料, 在压电导电原理的基础上, 制备了以不同含量炭黑为导电相, 以聚氯乙烯为基体材料, 以锆钛酸铅为压电相的压电导电吸声复合材料。通过对复合材料体系的动态力学、电学和声学性能的测试分析, 探讨了压电导电复合材料体系中压电吸声途径的耗能机制。结果表明, 添加体积含量4 %炭黑粉的压电复合材料具有最高的吸声性能。      

用于变频噪声吸收的压电声学超材料

提出基于压电声学超材料的吸声单元结构和电路，通过调节压电并联负阻抗电路实现吸声频率移动。吸声结构由质量块、压电层合板和刚性背板组成，压电并联电路包含负电容和负电阻电路。通过建立包含吸声结构声阻抗和电路阻抗的吸声系数分析模型，获得吸声频率与负电容的关系函数，并通过模型的稳定性分析确定吸声频率可调范围。单元样件的数值仿真和声管实验表明，负电容电路可将样件单元的吸声频率从1 130 Hz移动到910 Hz，负电阻电路可以补偿吸声系数到0.9以上。仿真与实验结果在可调频率范围内基本一致。     

PZT/CB/PVC压电导电高分子复合材料的吸声机理

基于压电导电原理,研制了一种新型吸声高分子复合材料,通过对PZT/CB/PVC高分子复合体系的压电性能、阻尼因子和吸声性能的测试分析,探讨了压电导电高分子复合材料体系中压电吸声途径的耗能机制,结论表明:导电相的添加,一定程度上提高了压电导电高分子复合材料的吸声性能.     

间隙波在功能梯度压电板和压电半空间结构中的传播

研究了间隙波在功能梯度压电板和压电半空间结构中的传播性质.功能梯度压电板的材料性能沿x2方向呈指数变化,首先推导了间隙波传播时的解析解,利用界面条件得到了间隙波的频散方程,基于推导的频散方程,结合数值算例分析了功能梯度压电材料的梯度、压电层厚度以及材料性能对间隙波相速度的影响,研究结果对功能梯度压电材料的覆层结构在声波器件中的应用具有重要的参考价值.     

压电陶瓷／聚合的复合材料的制备工艺及其性能研究进展

本文首先介绍了压电材料的种类和基本性能，然后介绍了在不同的应用背景下压电陶瓷／的复合材料的十种连通方式，综述了这类压电材料的制备工艺，较全面地总结了前人对这类压电材料的性能研究工作，展望了这类压电材料的应用前景和发展方向。     

日本开发高性能无铅压电材料

日本物质材料研究机构传感器材料中心的任晓兵等人,开发出高性能无铅压电材料——锆钛酸钡钙（BZT—BCT）,这在世界尚属首次。新开发的BZT—BCT的压电性能超过传统压电材料PZT（锆钛酸铅）。     

基于特性阻抗的半主动吸声研究

提出了一种新的半主动吸声方法,并设计了一种新的半主动吸声系统.该系统由一层吸声材料和可以移动的刚性板组成,调节刚性板与吸声材料之间的空腔深度,使得吸声材料的表面特性阻抗和空气的特性阻抗相匹配,从而使吸声系数达到最大.最后进行了实验,实验结果表明了在中低频平面声波入射时,采用本方法的吸声效果改进比较明显,但在高频平面声波入射时,采用本方法的吸声效果就不是很明显,此时吸声主要是依靠吸声材料被动吸声.     

基于Cymbal单元的压电复合智能材料设计

本文使用有限元法对Cymbal换能器单元的设计结构进行了仿真分析,并将换能器单元谐振频率与实际测量值进行了比较。将Cymbal换能器单元进行阵列,设计了一种新型的10kHz以下的低频薄板水声智能材料。对两块不同尺寸和结构的Cymbal压电复合智能材料的发射性能进行了测量与标定。并将用Cymbal压电复合智能材料作为主动吸声系统中的吸声材料,在脉冲声管中进行了管道声有源吸声控制实验。研究结果表明,Cymbal压电复合智能材料是一种高效的薄型低频宽带水声材料。     

压电高聚物及耐高温性能的研究进展

近年来，随着人类社会的高速发展，全球化石燃料资源大幅下降，现有的能源储量逐渐无法满足社会发展需求，因此，将自然界中无法利用的能量转换为可再生能源成为了研究热点。压电高聚物作为压电材料的重要组成部分，具有高强度、高柔性和对电压的高度敏感性，可以将自然界中的机械能、热能、声能和振动能转化为电能，在纳米发电机、传感器、生物医学等领域有着很大的潜力。但大多数压电高聚物存在着居里温度低的问题，因此研制新型耐高温的高聚物是目前的重要发展方向。首先针对几种广泛使用的压电高聚物(聚偏氟乙烯、尼龙11和聚丙烯腈)的研究进展进行了介绍，然后基于这些材料耐高温性能的发展进行了论述。     

含有空气背衬层的分层多孔材料的吸声性能研究

根据声波在介质中的传播规律,计算了声波垂直入射到含有空气背衬层的分层多孔材料吸声结构的吸声系数。以含有空气背衬层的双层泡沫铝结构为例,研究了各层泡沫铝的设计参数和空气背衬层厚度变化对吸声结构吸声系数的影响规律。研究表明:随着各层孔隙率增加、或厚度增加、或流阻率增加,双层泡沫铝空气背衬层吸声结构的吸声系数逐渐增大;在低频段增加空气背衬层厚度,吸声系数增大,且最高吸声系数表现出向低频迁移的趋势;在中频段,当增加各层孔隙率或流阻率时,没有空气背衬层的双层泡沫铝吸声结构则呈现出更好的吸声性能。合理调整各层材料的设计参数,可在较宽频段上达到满意的吸声效果。     

有源声吸收单元吸声量计算及吸声机理研究

多个有源吸声单元可构成有源吸声层，用于吸收任意方向入射的低频声波。本文利用声弹性理论研究吸声单元的声场与振动特性，从理论上计算了有源控制前后吸声单元的吸声性能，研究了影响吸声效果的诸因素以及吸声机理。