多组声子晶体复合结构的隔声性能

运用波动分析法,导出了平面波垂直入射时声子晶体禁带特性的计算方法。探讨了构建声子晶体复合结构用于隔断和屏蔽人体敏感噪声谱的可行性。分析计算了由多层铅/软橡胶声子晶体与多层钢/丁腈橡胶构成的声子晶体复合结构的隔声性能。结果表明,通过参数的合理调制和搭配,这种声子晶体复合结构能够降低起始频率和提高禁带宽度,达到人们所要求的隔声目标和良好的隔声效果。     

充水透声结构声目标强度预报方法研究

充水透声结构是水下航行体重要的结构类型之一,主动声呐作用于目标时,声波可以透射充水透声结构外表面进入结构内部,在充水透声壳体结构内表面产生内部散射,从而影响目标的目标强度.文章提出了一种适用于透声结构目标强度预报的考虑透声的修正板块元方法,此方法假设散射声场近似为内表面板块散射声场和与之对应的外表面板块散射声场叠加,基...     

钛板夹芯结构透声窗设计方法

对两层金属平板、中间橡胶夹芯的结构进行了设计,认为金属平板和芯层中都有纵波和横波的传播,应用传递矩阵法建立了平板夹芯结构声学设计的理论模型。利用该模型设计出一种钛板夹芯结构,并对该夹芯结构进行了透声性能分析。数值计算结果表明该方法设计出的钛板夹芯结构具有良好的透声性。     

碳纤维铝蜂窝夹芯复合结构隔声性能研究

铝蜂窝夹芯复合结构在航空工业、高速列车及汽车车体中得到越来越多的应用,其隔声性能对车内及机舱噪声有重要影响。建立了碳纤维铝蜂窝夹芯复合结构有限单元模型,用有限单元法计算了结构在声载荷激励下的响应,并计算分析了复合结构的隔声性能,分析了碳纤维复合面板厚度、面板层数、铺设角度、铝蜂窝芯层的厚度、铝蜂窝壁厚对隔声性能的影响。研究结果表明,面板采用碳纤维复合结构时,在小于1 000 Hz的低频段,相同面板厚度的铝蜂窝复合结构隔声性能比全铝合金材料的铝蜂窝夹芯复合结构有所降低,而且在高频段会出现隔声量更低的隔声低谷;相较于铝合金面板,复合结构的面板采用碳纤维复合材料时,能够实现整体结构轻量化也提高复合结构的隔声性能;各层之间按相对90°铺设时复合结构隔声性能最好;随着面板厚度的增加复合结构隔声性能增加,面板层总厚度不变的情况下,单层面板或者过多的层数都会使复合结构隔声性能降低。     

水声透声材料发展概述

概述了水声透声材料的透声机理,声阻抗和透声层厚度为影响材料透声系数的主要因素。阐述了水声透声材料在声纳导流罩中的应用,并探讨了金属、橡胶和玻璃钢导流罩的优缺点。利用理论计算指导材料结构设计,从提高材料透声性能、材料密封性和耐海洋环境性三个方面综述了水声透声材料的研究进程。提出丰富、完善水下透声材料性能的计算模型,开发性能均衡的透声材料,以及研制全壳体声纳导流罩是水声透声材料研究和应用的发展方向。     

水声声管中小样品振动声辐射测试方法研究

为研究敷设粘弹性层的钢板复合结构的振动声辐射性能,在水声声管中对小样品进行振动声辐射的测量。通过外部激励,安装在水声声管内部的样品向声管内辐射声波,测量敷设粘弹性材料前后钢板的辐射声波,可以定量地检测出粘弹性材料对辐射噪声的降低量。采用有限元法计算复合结构样品的传递特性,数值计算结果和试验结果进行对比,验证此实验方法的正确性。     

高强玻璃纤维增强乙烯基酯复合材料及其构件的声性能研究

本文对透声复合材料及其构件的声学性能进行了研究。结果表明,透声复合材料取代金属制作构件可有效降低其声反射。     

水中双层金属板的透声性能分析

声呐导流罩用透声材料从不锈钢、玻璃钢到钛合金,已发展了几十年,这种导流罩是由单层材料构成,各有优缺点。本文介绍了一种“新型”声呐导流罩的设计方法,即用双层合金板作为透声窗,它不仅机械强度高,而且低频段透声性能好,本文对双层钢板的平面波透声性能进行了理论分析,并给出了测量结果。     

双层板声透射性能计算分析

随着双层板结构在工程中的广泛应用，其声透射性能也得到越来越多的关注。本文从声波动方程和尤拉方程入手，利用边界条件得出双层板透声系数表达式，并利用所得表达式对双层板结构在不同板距和不同入射角的情况下的声透射性能做了比较，对于双层板透声和隔声结构的设计有很大的实用价值。     

层状结构水下声学特性研究

研究了钢板与橡胶共同组成的多层结构,在水、空气多重介质中斜入射时的声学特性,用传递矩阵法推导了多层结构的反射、透射系数的计算公式,并用数值方法进行求解.计算结果表明,增加消声橡胶层可以有效的降低多层结构的声反射能力,较好的达到降低目标声反射强度的目的.     

超声导波用于液层负载板损伤检测的数值模拟

液层负载薄板结构的损伤检测是结构无损检测和健康监测中的一个重要问题。为寻求合适的液层负载薄板结构损伤检测信号及分析损伤缺陷对检测信号的响应,求解了双侧液层负载薄板的频散方程,计算得到4 mm双侧水域负载铝板的频散曲线,并利用有限元模拟方法研究了缺陷位置、角度及大小对铝板中检测信号的影响。研究结果表明:中心频率小于100 kHz的S0模式漏Lamb波衰减因子趋近于0,适合长距离损伤检测。此外,当缺陷的存在造成板结构的不对称性时,声信号在缺陷处发生明显的模式转换,且转换出的A0模式信号的透射系数随缺陷位置到板厚中心距离的增加而减小,随缺陷与铝板中间面的角度和缺陷长度的增加先增大后减小,并随缺陷宽度的增加而增大。     

敷设阻尼加筋外地板结构振动声辐射特性研究

结合声学分析软件建立高速列车加筋外地板结构有限元模型,研究阻尼材料对加筋外地板声辐射特性的影响,并探究面板厚度、结构阻尼系数和阻尼材料对外地板隔声量的影响。研究结果表明:敷设阻尼层能够有效抑制外地板的声辐射,但不是越厚越好;增加面板厚度及结构阻尼系数能够提高外地板的隔声量;阻尼层厚度存在临界值,此时外地板隔声量最大。加筋外地板敷设树脂类阻尼且增大结构阻尼系数,声学性能较理想。     

传递矩阵法分析复合材料层合板的传声损失

为了得到不同频率下正交各向异性复合材料层合板的传声损失,基于传递矩阵的方法,推导出层合板的传声损失计算公式。通过建立复合材料层合板的传声计算模型,研究了层合板铺设角度、板厚度和板密度等结构参数对层合板的传声损失影响。计算结果表明：复合材料的密度与传声损失之间没有明显的线性关系,而是随着频率的增加而上升;层合板的总厚度越大,传声损失也越大,而且各层之间厚度不同,也会引起传声损失的较大改变;层合板铺层角度越大,传声损失也越大。采用传递矩阵法能充分考虑复合材料层合板的铺设方式和铺层角度等因素的影响,利用层合板层间的速度和应力连续边界条件,准确的反应复合材料层合板隔声性能。     

玻璃钢约束阻尼复合结构的阻尼特性

以玻璃纤维增强树脂作为约束层主要材料、丁腈橡胶为阻尼层、钢板为基板制备约束阻尼复合结构, 运用动态黏弹谱仪和悬臂梁共振法, 研究温度、约束层刚度和阻尼层结构对约束阻尼复合结构减振效果的影响。结果表明:自由阻尼复合板的最大阻尼范围落在阻尼层的玻璃化转变区;玻璃钢约束层能将复合结构的阻尼拓展至阻尼层的高弹态区域, 增加阻尼层厚度可以提高约束复合板的阻尼性能;提高孔隙率同样有利于约束复合板阻尼性能提升;铝板约束层提升作用尤为显著, 然而在海洋环境、干湿交替等强腐蚀场合中, 铝板极易腐蚀而丧失约束功能, 因此在这类特殊场合下耐腐蚀的玻璃钢具有优势。      

基于静电植绒技术的尼龙66纤维-Q235钢复合板的制备及其吸声性能

采用静电植绒技术制备尼龙66纤维-Q235钢复合板, 并研究了不同黏结剂涂覆量对植绒牢度的影响, 通过SEM观察分析绒毛层的形貌, 并通过传递函数法测量200~6 300 Hz频率范围内复合板的吸声性能, 分析植绒电压、植绒时间、极板间距和纤维形态结构对吸声性能的影响。结果表明:植绒牢度随黏结剂涂覆量的增大而增大, 在不产生气泡的前提下, 100 g/m2为最佳涂覆量;吸声性能随植绒电压的增加而提高, 但增幅逐渐减小, 最终趋于稳定;植绒时间对吸声性能的影响趋势同植绒电压相似;吸声性能随极板间距的增大而降低, 开始下降缓慢, 随后逐渐加快, 其最优植绒参数为植绒电压90 kV、植绒时间40 s、极板间距10 cm;纤维形态结构也对尼龙66纤维-Q235钢复合板的吸声性能有明显影响, 减小纤维长度和纤维直径均可提高复合板的吸声系数, 最佳纤维形态结构参数为长度0.9 mm、直径20 μm。      

泡沫铝复合结构传递损失分析

泡沫铝作为一种新型功能材料,具有吸声、减振的优良性能。将泡沫铝材料与基板组合成复合结构,分析该复合结构的隔声性能,与该复合结构的传递损失计算方法。用数值计算分析不同厚度的泡沫铝对复合结构的传递损失的影响,并进行实验验证。结果表明,双层复合板传递损失的实验值与理论预测吻合性较好,泡沫铝层厚度对复合结构的传递损失影响较大。     

层合板螺栓连接的渐进失效分析

以三维渐进损伤理论为基础,采用ANSYS的二次开发语言,建立了复合材料层合板螺栓连接模型,在拉伸栽荷下对含孔复合材料板进行数值失效模拟计算．分析各铺层的失效过程和失效形式特点,得到层合板的初始失效栽荷和最终失效栽荷,为复合材料含孔板强化结构的研究提供一定参考．     

基于声学黑洞的复合隔声结构声学特性研究及试验

声学黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)能够实现声波的聚集,通过粘贴阻尼层将其聚集的能量耗散,可有效降低声学黑洞复合结构的振动和声波的传递。针对中低频段噪声,设计了声学黑洞复合隔声结构,建立了其隔声量计算模型。研究了声学黑洞复合隔声结构的黑洞数量、黏弹性阻尼层、声学黑洞半径等参数对隔声性能的影响。研究结果表明：在160~1 000 Hz频率范围内,ABH能明显增加复合隔声结构的隔声性能,其传递损失在1/3倍频程内增加了1.9 dB。文中的研究结果为复合隔声结构的设计提供了借鉴。     

纤维增强复合材料三明治板的破片穿甲实验

研究了钢板-纤维增强复合材料板-钢板构成的三明治结构对破片的防护性能。通过破片模拟弹丸(FSP)高速撞击不同结构三明治板实验, 获得FSP弹丸贯穿16种三明治板的弹道极限, 分析结构特征对纤维增强复合材料三明治板比吸收能的影响。结果表明, 叠层芳纶、玻纤基三明治板较单层结构三明治板比吸收能分别提高了8.31%和16.09%, 8 mm面板+8 mm夹层+6 mm背板芳纶、玻纤基三明治板较4 mm面板+8 mm夹层+10 mm背板的芳纶、玻纤基三明治板比吸收能分别提高了37.72%和25.35%; 芳纶、玻纤基三明治板的比吸收能均随复合材料夹层厚度的增加呈指数递增, 夹层基板的抗拉性能是影响三明治板比吸收能的重要因素; 同面密度下, 厚面板、薄背板及多层叠合夹层结构的三明治板具有更高的比吸收能。     

约束型复合阻尼隔声板的隔声性能及其应用研究

约束型复合高阻尼隔声板具有良好的隔振、隔声性能,特别适用于对隔声结构的厚度有苛刻要求的场合。对影响约束型复合高阻尼隔声板主要结构参数的研究,有利于指导其设计、制造和应用选择。根据对约束型复合高阻尼隔声板隔声计算模型的计算与实验表明,当隔声板的面积减小时,其低频隔声量会随之增加;当隔声板阻尼层的厚度等量递增时,其隔声量也近似等比例地提高;当面板材料的弹性模量较小时,隔声板的低频和高频的隔声量都会变差;当隔声板阻尼层剪切模量较高时会导致隔声量偏低。