椭圆柱空腔吸声覆盖层的声学特性

采用波导有限元方法（WFEM）分析了共振腔型吸声覆盖层内轴向波的传播和损耗特性,以椭圆柱空腔吸声层为例,在保持穿孔系数不变的前提下,分别从轴向波传播和波型转换的角度分析了空腔形状改变吸声覆盖层声学特性的机理。在此基础上,结合波导有限元方法和传递矩阵（TM）建立了变截面空腔吸声覆盖层的分析模型,以圆台空腔吸声层为例,与二维解析方法对比验证了WFEM-TM方法的正确性,并讨论了椭圆台空腔吸声层的声学特性。     

聚氨酯泡沫材料的多层复合及其吸声性能研究

采用二次发泡工艺制备出一种声学性能优良的聚氨酯多层复合泡沫吸声材料，并对其吸声性能进行了研究分析。     

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:(...     

组合空腔声学覆盖层声学性能分析及其优化设计

为解决声学覆盖层在低频声学性能较差的问题,设计一种包含圆柱和圆台的组合空腔型覆盖层,利用软件COMSOL计算其在10 000 Hz以下的隔声量与吸声系数,研究覆盖层在不同结构尺寸下的声学性能,继而对组合空腔进行局部优化。结果显示：声学性能会随开孔率的增大而改善,且吸声性能曲线波峰往低频移动;当开孔率由圆台半径控制时,隔声量峰值频率往低频移动,当其由单胞半径控制时,则峰值频率往高频移动;当圆柱半径为1 mm、高度为10 mm时,声学性能相比其他尺寸空腔达到最优;对空腔中圆台结构的母线进行形状优化后,声学覆盖层声学性能得到改善。     

水下多层均匀材料垂直入射的声特性分析

采用传递矩阵方法研究了材料特性、几何参数对水下多层均匀复合结构声学性能的影响,给出了吸声系数的理论公式并开展了计算仿真。研究表明:不同橡胶材料对复合结构吸声性能有显著影响;增加复合结构层次有利于改善结构吸声特性,特别是改善低频吸声特性。     

多层吸声材料吸声系数的理论计算

目前由穿孔板和空腔以及多孔吸声材料组成的多层吸声材料的吸声系数还没有理论方法求解,本文提出了一种多层吸声材料吸声系数的理论解法。首先,对于由穿孔板和空腔或穿孔板和吸声材料组成的多层吸声材料,用等效声电类比图求出声阻抗,从而求得吸声系数;然后,对由穿孔板和空腔以及吸声材料组成的多层吸声材料,利用递推方法求得声阻抗,从而求得吸声系数。最后,对由不同层材料组成的多层吸声材料的吸声系数进行了理论计算,并与实验结果进行了对比,结果表明：用该方法理论计算多层吸声材料的吸声系数是可行的。     

空气背衬条件下泡沫材料法向吸声系数混合计算方法研究

把空气背衬看作一层材料,通过理论计算获得空气声传递矩阵,与通过实验测量获得的材料声传递矩阵组合,构建实验与计算相结合的混合模型,从而得到空气背衬复合材料总传递矩阵,计算空气背衬条件下泡沫材料的法向吸声系数。以聚乙烯泡沫材料为例,研究不同厚度空气背衬对泡沫材料法向吸声系数的影响,并与阻抗管中对应的实测结果相比较,两种方法所得结果基本吻合。随着空气背衬厚度的增加,泡沫材料的吸声性能有所提高,并且有效吸声范围向低频区移动。混合计算方法可为空气背衬条件下泡沫材料法向吸声系数的测量研究提供便利有效的手段。     

声学黑洞吸声体结构吸声性能的实验研究

通过在圆管内部布置圆环,使得管道的有效导纳沿轴向逐渐增大,从而实现管道的声学黑洞效应,即声波传播时声速逐渐减小至 0,不发生反射的现象,进而使声学黑洞吸声体成为宽带吸声结构。首先对声学黑洞吸声体的吸声性能进行理论分析,随后设计了不同尺寸的声学黑洞吸声体结构,通过实验研究声学黑洞吸声体物理参数对吸声性能的影响。实验结果表明,当圆环数量大于 20 时,声学黑洞吸声体结构能实现宽带吸声。当圆环数量相同时,有效吸声频带随着管道长度的增大向低频移动;当管道长度相同时,吸声性能随着圆环数量的增加而提高。     

薄膜材料吸声性能数值模拟

为了研究薄膜材料的吸声性能,对带空腔的单层薄膜、双层薄膜及未带空腔的双层薄膜的吸声性能进行了数值模拟。在其它参数保持不变时,随着薄膜材料的质量密度和空腔深度的增加,共振频率逐渐向低频方向移动。带空腔的双层薄膜吸声结构的吸声带宽明显高于单层薄膜的吸声带宽;未带空腔的双层薄膜吸声结构在频率低于一定值时,吸声系数可以保持常数不变。     

穿孔膜与扬声器组合结构吸声性能研究

针对穿孔膜结构低频吸声能力不足问题提出穿孔膜-扬声器复合吸声结构。将扬声器放置于穿孔膜结构后端组成复合吸声结构,可改善结构的低频吸声性能。利用传递矩阵方法建立复合结构吸声理论模型,通过数值计算软件对其吸声性能进行数值计算,并通过阻抗管实验对复合吸声结构的声学性能进行验证,结果显示复合吸声结构的理论和实验变化规律基本一致。扬声器在低频段引入一个吸声峰,调节扬声器的背腔深度可以扩大复合结构的吸声带宽,调节穿孔膜的背腔深度可以使吸声峰值向低频方向移动。合理地设计扬声器和穿孔膜的背腔深度,可以实现结构的高效低频吸声。     

消声涂层的吸声性能

在选择合适的涂层基体的基础上,研究了在基体中掺入无机粉体填料的涂层的吸声系数.实验结果表明不同的材料基体、涂层填料的种类、粒径、形状极大地影响了消声涂层的吸声性能.同一种填料,用量增加,吸声系数升高.对材料组成进行优化后,合成了平均吸声系数达92.6%的样品.     

利用频域求解器模拟计算谐振腔的谐振特性

以“通过法测品质因数”的冷测实验为理论基础,通过理论分析、数值模拟和冷测实验证明了利用三维电磁仿真软件的频域求解器也能模拟获得涂覆衰减材料的谐振腔本征模的谐振特性.对同一个涂覆衰减材料的谐振腔,该方法的计算结果和JDM本征模求解器的计算结果一致,并经冷测实验验证,计算精度很高,最重要的一点是该方法计算速度很快,解决了JDM本征模求解器因考虑损耗降低仿真速度的问题.     

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.     

某种多孔陶瓷的消声性能试验

调研了多孔陶瓷材料在声学领域的应用,阐述了其作为吸声材料、隔声材料及消声器使用时的声学原理。基于多孔陶瓷作为消声器使用的相关研究较少,为确定影响多孔陶瓷消声性能的主要因素,在两种试验工况下对不同规格的多孔陶瓷管进行排气试验。孔隙率是表征多孔陶瓷的基本参量,它与多项物理性能存在紧密联系,为排除它的影响,选择40 %孔隙率的多孔陶瓷进行试验,结果表明壁厚越厚,消声效果越好,孔径为20 μ的多孔陶瓷管消声效果最佳。随着温度的升高,多孔陶瓷管的消声频谱特性曲线向高频移动。     

条缝涂布咀腔体设计研究

查阅历年来国外有关条缝涂布咀腔体结构的专利和文献，研讨了条缝涂布咀各组成部分的作用，得出条缝涂布咀设计和制造的关键所在。     

Numerical Investigation of Multi-scale Characteristics of Single and Multi-layered Woven Structures

Applied Composite Materials - Resin flow through multi-ply woven fabrics is affected by the fibre orientation and laminate stacking sequence during the impregnation process. This is characterised...     

爆炸喷涂WC-Co/MoS_2-Ni多层复合自润滑涂层的摩擦学行为

采用爆炸喷涂技术研制WC-Co/MoS_2-Ni多层复合自润滑涂层,系统研究涂层的微观结构、元素分布、结合强度和摩擦磨损性能。结果表明:在高温爆炸喷涂过程中,少量MoS_2发生氧化分解,生成SO_2气体,残留在涂层内的SO_2气体可使局部形成微小孔洞。在摩擦测试中,WC-Co涂层在预磨阶段摩擦因数迅速上升,进入稳定阶段后,摩擦因数缓慢增加;而多层复合涂层的摩擦因数在经历预磨阶段迅速上升后,很快进入稳定阶段,直至表层WC-Co涂层被磨穿后,摩擦因数开始逐渐下降。添加自润滑涂层MoS_2-Ni后,WC-Co涂层的内聚结合强度略有下降,但减摩效果显著,摩擦因数下降了约40%,耐磨性能略有提升。     

A New Procedure for Exploring the Dispersion Characteristics of Longitudinal Guided Waves in a Multi-layered Tube with a Weak Interface

Dispersion characteristic of longitudinal guided wave plays an important role in detecting defect of multi-layered tube. Here, a new procedure is proposed to explore such dispersion characteristic in a kind of multi-layered tube with weak interface. The mathematical equations are firstly established, from which the spectral method is applied to get an approximate solution in the whole axial wave number range, and the customary root-finding approach is then developed to improve the solution’s accuracy in some local axial wave number regions. Based on the above procedure, an algorithm is designed and applied to several numerical examples for a two-layered tube with the intact and weak interfaces. The results show that the present procedure preserves both the efficiency of the spectral method and the accuracy of the root-finding approach, and can be employed in defect detection by longitudinal guided wave on the multi-layered tube with weak interface effectively.     

Approximate Torsional Analysis of Multi-layered Tubes with Non-circular Cross-Sections

In this paper an approximate formulation for torsional analysis of tubes with multi-layered non-circular cross-sections is presented. A previously presented method based on Bredt’s theory is extended to achieve these formulas. Layers are assumed to be isotropic and may possess different thicknesses and material properties. The obtained formulas for shear stress and angle of twist are applicable to thin to moderately thick closed cross-sections. It is shown that depending on the properties of the layers, maximum shear stress does not necessarily happen on the outer boundary. Furthermore, the effect of different cross-sectional shapes on torsional response is studied. Using the presented method, one can achieve desirable shear stresses and angles of twist for a polygonal multi-layered tube with a proper choice of bluntness. The method can be extended for torsion problem of FGM tubes as well. The presented formulas for torsion problem are relatively accurate and suitable to be implemented in optimization programs.