金屬橡膠材料吸聲降噪特性及試驗(yàn)研究.pdf

1、金屬橡膠材料吸聲降噪特性及試驗(yàn)研究是金屬橡膠技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。由于金屬橡膠材料具有工作溫度范圍大、耐腐蝕、承載能力強(qiáng)、有效孔隙率高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)具有可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，因此金屬橡膠材料可在現(xiàn)代消聲器中作為吸聲材料使用，并且在航空航天、國(guó)防武器裝備、民品特殊工況等惡劣環(huán)境中具有其它材料無(wú)法比擬的優(yōu)良性能及應(yīng)用價(jià)值。本文研究以揭示金屬橡膠材料吸聲降噪特性、建立材料聲學(xué)參數(shù)及吸聲參數(shù)計(jì)算方法為目的，通過(guò)深入系統(tǒng)的理論及試驗(yàn)研究，獲得了

2、金屬橡膠材料及吸聲結(jié)構(gòu)吸聲降噪性能的主要影響參數(shù)，建立了材料聲學(xué)參數(shù)及吸聲參數(shù)有效計(jì)算方法。本文研究成果為金屬橡膠材料吸聲降噪性能設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用提供了理論及試驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　研究了用于吸聲降噪的金屬橡膠材料制備工藝方法，比較分析了不同工藝方法及材質(zhì)對(duì)材料吸聲性能影響。分析了金屬橡膠材料作為多孔吸聲材料的結(jié)構(gòu)特性、一般物理性能及吸聲特性。試驗(yàn)研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)金屬橡膠材料吸聲降噪性能的影響關(guān)系。結(jié)果表明：金屬橡膠材料具有良好的吸聲降噪性

3、能，且其吸聲降噪性能具有可設(shè)計(jì)性，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代消聲器惡劣環(huán)境的吸聲降噪需要。
　　分析了金屬橡膠材料聲學(xué)特性參數(shù)、吸聲性能參數(shù)及兩者之間關(guān)系。試驗(yàn)研究了流阻率對(duì)材料吸聲性能影響，結(jié)果表明：相同流阻率材料具有相近的吸聲特性。根據(jù)纖維材料聲學(xué)特性參數(shù)—特性阻抗和傳播常數(shù)是頻率與流阻率比值的冪函數(shù)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過(guò)試驗(yàn)研究建立了金屬橡膠材料聲學(xué)特性參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。由聲學(xué)特性參數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算了材料吸聲系數(shù)，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較分析，結(jié)

4、果表明：由流阻率參數(shù)建立的經(jīng)驗(yàn)公式形式簡(jiǎn)單，可作為金屬橡膠材料聲學(xué)特性參數(shù)的近似計(jì)算公式。
　　依據(jù)金屬橡膠材料是均勻、各向同性的多孔吸聲材料條件，建立了金屬橡膠材料聲學(xué)參數(shù)數(shù)學(xué)模型。試驗(yàn)研究了金屬橡膠材料結(jié)構(gòu)常數(shù)和壓縮模量，并建立了結(jié)構(gòu)常數(shù)、壓縮模量與材料特征參數(shù)的關(guān)系式，進(jìn)而得到材料聲學(xué)特性參數(shù)及吸聲性能參數(shù)計(jì)算式。通過(guò)吸聲系數(shù)的試驗(yàn)測(cè)量和理論計(jì)算，理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合較好，驗(yàn)證了理論和試驗(yàn)研究方法的正確性。利用多孔材料無(wú)阻

5、尼傳播特性和聲學(xué)參數(shù)理論計(jì)算式，建立了金屬橡膠材料共振吸聲參數(shù)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算值與測(cè)量值符合較好，表明了求解金屬橡膠材料共振吸聲參數(shù)理論方法的有效性和準(zhǔn)確性。
　　理論研究了金屬橡膠材料單層和雙層結(jié)構(gòu)吸聲特性。根據(jù)金屬橡膠材料聲學(xué)特性參數(shù)計(jì)算式，推導(dǎo)出單層和雙層吸聲結(jié)構(gòu)吸聲參數(shù)計(jì)算式。揭示了材料厚度、流阻率及空氣層厚度對(duì)單層和雙層吸聲結(jié)構(gòu)吸聲特性的影響規(guī)律，對(duì)比分析了單層吸聲結(jié)構(gòu)與雙層吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲特性。研究結(jié)果表明：通過(guò)設(shè)計(jì)吸聲結(jié)

6、構(gòu)中各結(jié)構(gòu)參數(shù)的組合，可使其滿(mǎn)足不同吸聲降噪性能應(yīng)用要求。
　　理論及試驗(yàn)研究了金屬橡膠材料非線(xiàn)性吸聲特性。根據(jù)金屬橡膠材料線(xiàn)性聲學(xué)理論和Forchheimer非線(xiàn)性修正方法，建立了金屬橡膠材料非線(xiàn)性有效密度計(jì)算式、聲質(zhì)點(diǎn)速度方程和非線(xiàn)性聲學(xué)特性參數(shù)計(jì)算式。由金屬橡膠材料置于剛性墻和帶有空氣層的兩種吸聲結(jié)構(gòu)邊界條件，建立了求解金屬橡膠材料吸聲參數(shù)的吸聲模型。通過(guò)計(jì)算及試驗(yàn)測(cè)量，分析了材料結(jié)構(gòu)參數(shù)和入射聲壓級(jí)對(duì)金屬橡膠材料非線(xiàn)性吸聲