吸声材料的物理参数对消声瓦吸声性能的影响

用数值模拟消声瓦吸声系数的频响曲线,研究材料物理参数和空腔结构对消声瓦吸声性能的影响.应用声波在分层媒质中传播理论模型和计算含空腔材料的等效物理参量方法,数值模拟物理参数(密度、复弹性模量)值不同的几种橡胶和掺入不同种类、不同孔隙率的微粒子的复合材料作为基材的均匀的和含空腔的消声瓦吸声系数的频响曲线.模拟结果表明材料的物理参数和空腔结构对消声瓦的吸声性能不但有显著影响,而且存在使消声瓦具有高吸声性能的材料物理参数最佳值,为了要获得较好吸声效果需要对材料物理参数进行优化.通过对吸声机理的分析给出了为提高消声瓦吸声性能进行参数优化的途径,并计划将用参数反演方法优化材料的物理参数.     

空腔尖劈吸声性能计算及其优化设计

研究含空腔尖劈吸声结构的吸声性能对声呐平台区减振降噪具有重要的工程应用价值,通过实验分别测试了尖劈不同温度下低频材料动力学参数及尖劈吸声系数.基于时温等效原理,由不同温度下测得的低频材料动力学参数值预测了某一温度下高频范围内的值.以变截面波导理论建立的吸声系数方程为依据,自编MATLAB计算程序,由预测得到的材料参数计算了尖劈的吸声系数,并与实验结果作了对比,表明计算值与测试值吻合较好.结合自编程序和MATLAB优化工具箱对尖劈吸声性能进行优化设计,分别对材料动力学参数和空腔结构进行优化,得到了材料动力学参数优化频响曲线和决定空腔变化趋势的参数的优化值.优化结果表明,尖劈吸声性能有了明显的提高.     

含椭圆柱型空腔的声学覆盖层的吸声特性研究

为进一步探索空腔谐振的吸声机理,研究了以钢板和空气为背衬的含椭圆柱型空腔的声学覆盖层的吸声特性.运用有限单元法对单空腔结构的覆盖层和混合型空腔的覆盖层的吸声性能进行了计算.结果表明,在相同穿孔率的情况下,含椭圆柱型空腔的覆盖层相对含圆柱型空腔的覆盖层具有更低的谐振频率,且扁率越大,谐振频率越低.含椭圆柱型空腔的覆盖层更具有一般性和优化空间,这符合覆盖层消声频率向宽频方向发展的要求.     

废弃纤维吸声复合材料的制备及性能

分别以废弃麻纤维和废弃聚氨酯为增强材料和基体材料,添加金属铁粉,以共混塑炼-热压法制备复合材料,并以复合材料和丙纶毡复合制备多层复合结构吸声材料。结果表明,随着丙纶毡层数的增加,多层复合结构材料的吸声系数随之升高。当丙纶毡为4层时,在高频时吸声系数可达到1。多层复合结构材料的吸声性能受组合方式影响较大,当丙纶毡层数相同,若表面阻抗与空气阻抗匹配,吸声系数较大;反之,吸声系数较小。     

大麻织物空心微珠涂层吸声性能研究

为提高大庥织物的吸声性能,使用空心微殊对大麻织物进行涂层整理,研究了空心微殊添加量、涂层厚度和后背空腔距离与涂层织物吸声系数之间的关系.结果表明,随着空心微珠添加量的增加,大麻涂层织物吸声系数先增大后减小,当添加量质量分数为7%时,吸声性能最好,平均吸声系数可以达到0.82.随着涂层厚度的增加,吸声系数总体呈逐渐减小的趋势.增加后背空腔距离,可以改善涂层织物在低频段的吸声系教,而中频段会有所减小,高频段变化不大.     

仿生多孔材料吸声性能

以典型的多孔吸声材料——聚氨酯为基材,基于鸮皮肤和覆羽的多层次组织结构与形态特征设计出梯形棱纹表面、背衬空腔的单元仿生模型及梯形棱纹表面且背衬空腔的二元仿生耦合模型。参考阻抗管中吸声系数的传递函数测量法标准GBT_18696.2-2002,采用有限元法分析了不同结构聚氨酯多孔材料的吸声性能。结果表明:所有仿生模型均具有良好的吸声性能,其中,梯形棱纹表面能有效提高多孔材料中的高频吸声性能,背衬空腔能有效提高多孔材料的低频吸声性能,仿生耦合模型能够有效提高多孔材料整个频段内的吸声性能。     

一种新型多孔玻璃的制备及吸声性能研究

采用盐模烧结工艺制备多孔玻璃材料,研究了孔隙率、孔径大小、厚度和后空腔深度等因素对吸声性能的影响。结果表明,提高孔隙率和增加厚度都有利于提高材料的吸声性能;孔径不易过大和过小,存在最佳值;后空腔深度对薄板的影响显著,而对厚板的影响较小。制备了孔径为0.18 mm,孔隙率为77.8%,厚度为30 mm的多孔玻璃,测试时无后空腔深度,材料的平均吸声系数为0.8,吸声系数大于0.5的起始频率为488 Hz,吸声系数曲线为平坦的高吸声曲线,这种多孔玻璃具有卓越的吸声性能。     

大空腔穿孔板吸声结构的吸声特性

就建筑声学中日益广泛使用的大空腔穿孔板吸声结构的吸声特性进行了探讨,通过对大空腔中声传播特性的分析,根据电-力-声的类比原理,给出了大空腔穿孔板吸声结构的电-力-声类比电路,继而提出了大空腔穿孔板吸声结构共振频率的估算方法和近似估算式,最后介绍了一些大空腔穿孔板吸声结构的设计和改善吸声特性的措施。     

不锈钢纤维多孔材料吸声性能的研究

采用直径为6μm、12μm和22μm的不锈钢纤维制备不同孔隙率,不同厚度的多孔材料。研究孔隙率、厚度、丝径,后空腔深度对吸声性能的影响。研究结果表明:孔隙率增大,厚度增大,丝径增大,平均吸声系数也随之提高,吸声性能提高。增加后空腔深度有利于提高低频吸声性能,但会出现吸收谷。并与人造毛毡的吸声性能对比,不锈钢纤维的吸声性能优于人造毛毡。     

纺织材料的吸声隔声机理及研究进展

纺织材料因其具有疏松、透气、柔软、多孔等优良的性质,常被用作吸音隔声材料。论述了纺织材料的吸声隔声机理、纺织材料吸声隔声性能的影响因素,并对其研究进展及不足进行了阐述,指出吸声隔声纺织材料未来的发展方向。     

干式超声清洗头空腔结构声模态特性数值模拟

为研究干式超声波清洗头空腔结构的流场和声场特性，根据干式超声清洗头的超声波发声机理设计了通过流体间流体力学相互作用发声的3 mm腔体(小腔体)结构和通过流体与声学模态共振相互作用发声的10 mm腔体(大腔体)结构，采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对所设计的方腔展开数值研究。结果表明：两结构有着相似的流场特性，相同压力条件下小腔体的流激振荡更激烈；腔体内最大流速随压力的增大而增大，最大流速的增长率随压力增大而减小，不同的腔体在相同压力条件下最大速度、最大速度的增长率相近；两种结构均能产生超声波，其超声波发声机理与腔体尺寸相关，发声机理与预测值相符。研究表明，针对干式超声波清洗头的流道结构设计并不局限于流体间流体力学相互作用发声的小腔体，大腔体同样可以产生强烈高频超声波，这为干式超声波清洗头的结构设计提供参考。     

结构声腔耦合系统的振型耦合特性分析及应用

推导并验证了带-柔性壁面的矩形刚性腔体结构的内部声压表达公式和一种振型耦合系数的有限元计算新方法。深入分析了振型耦合系数的特点,发现影响振型耦合系数的主要因素是结构声腔在耦合面上的振型相似程度和复杂程度,它们进而影响结构声腔振型耦合的强弱。本文基于振型耦合系数的特点,成功控制了某轿车车内噪声,使得驾驶员右耳测点噪声降低5dB,为轿车车身低噪声设计提供了一种有效可行的新方法。     

高静水压力作用下深海油气管道的局部屈曲

以有初始缺陷的厚壁钢管为研究对象,开展外部高静水压力作用下管道结构的模型试验和有限元数值模拟分析. 通过在压力缸内泵入水的方式对钢管试件施加均匀外部压力,测得钢管发生局部屈曲时的压力峰值. 基于ABAQUS软件,数值模拟分析试验钢管在静水压力作用下的屈曲和后屈曲行为,得到钢管的失稳压力和屈曲后的形态,与试验结果相比吻合较好. 利用建立的数值模拟方法,分析不同材料性能、径厚比和初始椭圆率对钢质管道屈曲的影响. 结果表明：材料硬化系数较大的管道,失稳压力较大;随着初始椭圆率的增加,管道的失稳压力显著减小;对于深水或超深水油气管道的屈曲失稳压力,国外规范的计算公式偏保守,而且不能解释不同材料硬化系数的影响.     

静压推力轴承润滑性能研究方向

以普遍应用于大、重型设备的液体静压推力轴承为对象,介绍了液体静压推力轴承的主要研究方向和研究方法,以及在各研究方向上取得的阶段性成果.成本控制方面,以加工量为目标优化了油腔形状,假设条件方面,引入润滑油变粘度条件及变形场影响条件;研究内容方面,分别研究了静压轴承的压力场,温度场,流场对静压轴承性能的影响.指出了存在的问...     

集团装药爆炸下新型结构的削波性能

采用含孔穴的新型结构作为人防工程中的分配层,利用集团装药爆炸模拟航弹触地爆炸,对4种分配层结构抗集团爆炸载荷的防护效果进行了相似模拟室外化爆试验,并利用非线性软件LS-DYNA对该此4种模型进行了数值仿真。结果表明：同样厚度下,孔穴的存在使得后方的应力峰值被明显削弱,而且圆形孔穴对应力峰值的削弱程度要明显强于矩形孔穴;但在孔穴上方加入薄钢板层后,孔穴对其后方应力的削弱效果减弱,这是因为嵌含薄钢板后应力波的透射系数增大。研究结果为抗爆防震工程中新型防护层的科学设计提供了一定理论依据。     

封油边形状对流场结构及承载力的影响

为揭示高档数控机床中静压油腔几何形状对承载力的影响,研究了油腔封油边形状对油腔内部流场结构及承载力的影响.模拟封油边高度、长度、角度及微结构等因素对流场中的涡胞结构和承载力的影响.计算结果表明,承载力与入口雷诺数Re、封油边长度成正比;增加封油边高度和微结构将减少承载力;封油边角度对流场涡胞结构影响明显,但对承载力影响微小.该研究对优化高档数控机床静压油腔结构,提高承载力有指导意义.     

发泡聚氨酯的制备及吸声性能

为降低噪声污染对环境的影响,本实验通过热压发泡法制备了吸声性能良好的发泡聚氨酯材料。研究了发泡剂用量对发泡聚氨酯的泡孔结构、吸声性能和阻尼性能的影响。结果表明:发泡聚氨酯材料内部随发泡剂添加量的增加逐渐产生闭孔、开孔等孔隙结构,丰富的孔隙结构具有较好的吸声效果。其中发泡剂质量分数为18%的发泡聚氨酯材料吸声效果较好,平均吸声系数为0.447。但发泡聚氨酯材料中泡孔结构使其内部结构变得疏松,导致其阻尼性能下降。     

速度滑移对液静压轴承油膜微流动影响敏感度

为了使液体静压轴承油膜性能的研究更加准确,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和有限差分方法,研究了液体静压轴承间隙油膜微流动的速度滑移现象及其对轴承性能的影响,并定义敏感度物理量对影响程度进行评估.在传统油膜流动假设条件基础上,引入Navier速度滑移边界条件对传统的Reynolds方程进行修正,通过有限元差分方法求解修正后的Reynolds方程,采用梯形积分公式求解轴承承载力等性能参数,对速度滑移影响的轴承性能的敏感度做出定量和定性分析.研究结果表明:油膜压力分布、轴承的承载力、动刚度及油腔流量等轴承性能对速度滑移都有一定的敏感性.最大油腔压力随滑移系数的增加而减小;速度滑移在一定程度上提高了轴承承载能力和油腔流量,但同时降低了轴承动刚度,流量对速度滑移的敏感度最大达到100%.     

双辐板涡轮盘轴向通流旋转腔流动换热数值研究

采用计算流体力学商用软件CFX对双辐板涡轮盘腔进行三维稳态数值模拟,针对固体盘温度分布和流动结构及换热情况比较复杂的中心轴向通流旋转腔进行数值分析.轴向通流旋转腔流动换热具有周期性特征:腔内在一个周期中形成了一对涡团,其形状基本保持不变,并在盘中旋转;盘壁面的对流换热系数在一个周期内基本保持不变.     

变厚度曲面构件超声检测灵敏度补偿

为了解决变厚度曲面构件超声检测灵敏度补偿问题,提出声场计算与试验测量相结合的补偿方法.描述了单个高斯声束在介质中传播及穿透曲界面时的声场变化,根据自动探伤时探头位置、工件厚度和形状,利用多元高斯声束叠加方法,推导出水浸穿透法超声检测系统接收声场模型.在实际应用中,考虑介质吸收、散射引起的衰减,衰减系数通过试块插入取代法测量出.采用修正后的接收声场模型可以预测不同检测参数下的接收声压,准确计算出各点接收声压的衰减,进行灵敏度补偿.试验结果验证了该方法的正确性和实用性．