水下吸声材料的研究进展

概述了水下吸声机理,综述了常用的吸声材料和吸声结构以及国内外水下吸声材料的研究和应用现状。归纳出水下吸声材料的3个发展方向,即理论计算指导材料设计、提高材料低频吸声性能和增加频宽及提高材料耐水压和耐蚀性。指出具有高强度、高耐热性、高耐蚀性和良好吸声效果的金属多孔材料,特别是夹心复合吸声结构具有良好的发展前景。     

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。     

吸声材料制备、性能研究进展

近年来,吸声材料的发展突飞猛进,在交通建筑等邻域应用广泛.综述了吸声材料的特点和研究进展,探讨了基本吸声原理.此外,从吸声材料的制备入手,着重介绍了多孔吸声材料、共振吸声材料和复合吸声材料各自的吸声特性及材料结构的研究进展;如何利用材料内部结构的改善实现高效降噪是吸声材料科研领域研究的重点方向;最后提出了如何将声学材料...     

聚氨酯弹性体的合成和水下声学性能

用甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、聚醚二醇(PPO)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,在脉冲声管中测试了合成试样的声压反射系数和吸声系数,研究了合成工艺参数对其水下声学性能的影响。测试结果表明,TDI-PPO-MOCA合成型聚氨酯弹性体是一种良好的水下吸声材料,其吸声性能受到固化温度,扩链剂含量等参数的影响。加入填料和改变其结构可以进一步改善聚氨酯弹性体的水下声学性能,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。为工业生产提供了理论参考。     

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。     

聚氨酯水下声学材料应用分析

综述了聚氨酯水下吸声材料的研究和应用现状,着重分析其常见的吸声机理,并对应用中出现的一些问题作了分析,提出了解决办法。未来研究的焦点向着利用完全匹配的聚氨酯,实现宽带、耐压、低频吸声以及声去耦等方向发展。随着强度和耐水解等问题的不断优化,具有阻抗匹配、耐腐蚀和便于流体动力学设计成型等优点的聚氨酯材料将成为未来水下吸声材料的新选择。     

多孔吸声材料声学模型及其特征参数测试方法研究进展

噪声是载人航天器的重要环境因素之一,航天器环境噪声升高会直接影响航天员工作和休息,进而影响空间科学任务.然而,以往在轨运行的载人航天器存在较多噪声过大的问题,多孔吸声材料已经在国际空间站应用并取得良好的降噪效果,我国空间站预计2022年底建成,了解声学多孔材的声学模型以及吸声机理对我空间站运营阶段的降噪具有重要的意义.基于刚性框架假设,多孔吸声材料声学等效模型分为经验模型和唯像模型,Delany-Bazley是常用的经验模型,采用此模型不能对多孔材料吸声的性能提供精确的预测,唯象模型考虑了声波在材料孔隙和空腔中的传播,可以准确预测吸声性能,因此Johnson-Champoux-Allard唯象模型被众多学者应用.流阻、孔隙率、曲率、粘胶特征长度和热特性长度等多孔材料声学特性参数是准确建立多孔材料Johnson-Champoux-Allard模型的关键,流阻测试方法包括直接气流法、声学阻抗管法、交流法和比较法;孔隙率的测试方法分为直接测试方法和声学阻抗管测试方法;曲率、粘性特征长度和热特性长度可以通过超声波进行直接测试,直接测量通常比较复杂、不太可靠并且具有破坏性,反演优化方法是获得多孔材料曲率、粘性特征长度和热特性长度的常用方法.本文概述了多孔吸声材料在国际空间站的应用情况,综述了多孔吸声材料声学等效模型的研究进展,介绍了多孔吸声材料吸声原理、声学扰动基本方程以及声学属性参数的测试方法,重点介绍了多孔吸声材料声学等效模型中的经验模型和唯像模型,进而对多孔材料声学等效模型中的声学特征参数的测试方法进行详细论述.     

双层阻抗复合吸声结构的优化研究

研究了由穿孔板及吸声材料构成的双层阻抗复合吸声结构,在此基础上建立了其声学性能模型,并通过建立优化数字模型,对其结构的各个几何参数和物理参数进行了优化设计。     

英国的声学材料(或结构)及其应用

就吸声材料的原材料而言,我国与英国的情况很接近.但作为吸声制品,则无论在品种、质量和装修效果上,都存在一些差距;在吸声结构的品种和新型结构的研制方面,与英国相比,则是各有所长.为了取长补短,吸取国外的先进技术,我们对英国的声学材料(结构)的研制、生产和在建筑中的应用进行了考察.本文即为有关声学材料(结构)方面的考察报告.     

多孔吸声材料的吸声特性研究

多孔吸声材料具有吸声系数高、吸声频带宽等优点,采用多孔吸声材料的圆管理论模型,并对此进行数学编程计算与分析,结合工程实际,研究多孔材料孔隙率、孔径、厚度以及结构因子对多孔材料吸声性能的影响,对实际的设计有一定参考价值。     

吸声材料布置对报告厅声场的影响

目前我国有大量报告厅面临声学改造,而吸声材料的不同布置位置会对室内音质造成较大影响。文章以重庆大学建卒厅为例,对5个声学改造阶段的室内混响时间、声压级、语言传输指数进行了模拟与实测,研究了吸声材料的布放位置对报告厅内声场分布特征及大厅典型声学参数的影响。在该报告厅内,相同吸声材料布放在吊顶的不同区域,模拟的中频混响时间下降值可相差13.8%。在侧墙安装吸声材料后,各接收点声压级衰减的最大差值可达3.2 dB(A),且语言清晰度受混响时间与早期反射声的影响较大。未来报告厅的声学设计应优化吸声材料的布放位置,合理控制声场不均匀度。     

敷设某种吸声材料的声诱饵简化模型隔离度仿真计算

随着水声电子对抗技术的不断发展,对于声诱饵系统边收边发技术的需求日益增强。实现边收边发技术的难点之一在于如何增大声诱饵系统发射端与接收端的隔离度。由于高分子吸声材料对声能的吸收作用,可以考虑采用在声诱饵接收端敷设吸声材料的方式,对声诱饵系统的隔离度进行改善。利用有限元计算软件对简化的声诱饵模型的隔离度进行数值仿真计算,分析声诱饵模型接收端敷设不同厚度的吸声材料时,对声诱饵系统隔离度的影响。计算结果表明,在声诱饵接收端敷设吸声材料时,可以增大声诱饵系统发射端与接收端的隔离度;当吸声材料达到一定厚度以后,对声诱饵系统隔离度的影响几乎不变。     

多孔材料吸声性能分析与设计优化

多孔材料的吸声性能依赖于基体材料的性质、孔的形状与尺寸以及孔隙分布方式。利用多孔材料的高吸声性能和可设计性特点,研究和设计高吸声制材料与结构意义重大。采用表面阻抗法和传递矩阵法研究规则有序的圆柱形孔多孔金属材料与结构的声传播特性,建立声能吸收率与孔的尺寸和孔隙率之间的解析关系,并以圆柱形孔的尺寸沿材料厚度方向的变化规律为设计参数,建立以特定频率下层状多孔结构声能吸收率为目标的优化问题的提法和求解方法,得到一种具有较高声能吸收率的梯度多孔结构。     

海洋平台舱室高频噪声预报与控制

基于统计能量分析法,建立海洋平台高频噪声预报模型,采用VA One预报舱室有无舾装材料的高频噪声,将计算得到舱室噪声A声级与规范要求值进行对比,分别得到满足与不满足噪声规范要求的舱室。对不满足规范噪声要求的舱室采取降噪措施处理,并根据舱室能量输入情况和能量传递路径来确定阻尼材料最佳布置位置。根据不同吸声材料在不同频段内吸声特点,对舱室布置多层吸声材料组合并进行舱室声压级计算。选用序列二次规划法,对多层吸声材料厚度和重量进行声学优化,并通过七组对比计算验证优化结果的准确性。     

中隔板对片式阻性消声器的影响分析

片式阻性消声器的消声能力决定于消声片的吸声系数,消声片内的中隔板对吸声系数影响的详细分析对消声器的设计和应用具有重要意义。应用传递矩阵法并结合声波在吸声材料中的传播理论,建立了片式阻性消声器内多层消声片的吸声系数计算模型,计算了消声器内不同消声通道的吸声系数,通过对比分析不同消声通道的吸声系数,讨论了中隔板对片式阻性消声器消声能力的影响。以实际消声器为例,通过计算吸声系数和实际的插入损失测试,对比两种结果,显示两者在随频率变化的趋势上吻合良好,验证了消声片内设置中隔板对消声器消声效果在不同频段具有不同的影响,在低频和较高频率范围内,中隔板具有积极作用,而对于中频段,中隔板具有消极作用。     

分层多孔材料吸声结构的性能分析

利用声波在分层介质中的传播方程,给出了由不同种吸声材料复合而成的多层吸声结构吸声系数的递推计算公式。继而以由多孔吸声材料复合而成的双层吸声结构为基础,通过数值仿真,深入分析了内外层材料的厚度、孔隙率、和微孔半径变化对吸声系数的影响。以导出的递推计算公式为基础,通过仿真实验研究了分层吸声结构的参数优化设计。结果表明：由多孔材料复合而成的分层吸声结构具有良好的吸声效果,通过合理配置各层材料结构参数,可以在较宽的频段上达到较为满意的吸声效果,从而为相应产品的开发提供了理论依据     

敷设粘弹性材料的多层吸声模型阻抗匹配

研究敷设粘弹性材料多层结构的阻抗匹配方法对水下目标隐身具有重要意义。文中利用多层介质声传播理论,推导了简洁的任意多层结构模型声场特性计算公式,并结合粘弹性材料的动态特性,应用所推公式计算了水下敷设吸声材料多层模型的声场特性。借助数值分析方法,对多层结构模型各层材料特性阻抗与模型声学性能间的关系进行了仿真,探索利用模型各层特性阻抗设计模型阻抗匹配的方法。通过分析模型各层特性阻抗比例关系对模型声场特性的影响,得出其实现阻抗匹配的最优取值范围。研究结果对设计、选取吸声材料具有重要意义。     

虚拟仪器技术在水声材料隔声测试中的应用研究

对虚拟仪器技术的含义、优势、发展概况及应用程度等作了介绍，并基于B＆K PULSE系统，对虚拟仪器技术在水声材料隔声测试中的应用开展了实验研究。虚拟仪器技术的使用，极大地提高了测试精度和测试效率，为未来声学测试的发展指明了方向。与其他应用领域一样，在声学测试领域，虚拟仪器技术同样具有非常广泛的应用前景和发展潜力。