聲學材料動態(tài)力學參數(shù)測試方法研究.pdf

1、吸聲覆蓋層是覆蓋在潛艇表面的一種吸聲材料，為了提高吸聲覆蓋層的吸聲性能，吸聲覆蓋層的設計要綜合材料配方設計和聲學結構設計兩方面來考慮，材料的力學參數(shù)是建立吸聲覆蓋層的結構聲學設計與材料配方設計相互關聯(lián)的紐帶。目前的測量方法在水聲頻段內很難達到精度要求，本文采用聲管測量吸聲材料復反射系數(shù)，然后利用遺傳算法反演吸聲材料的力學參數(shù)，這種方法解決了在5kHz-30kHz頻段內的聲學材料力學參數(shù)的測試問題，而且達到了很高的精度。
　　 首

2、先，討論聲波在均勻材料中的傳播特點，由此建立材料力學參數(shù)與聲管測量均勻樣品的聲學參數(shù)之間的聯(lián)系，然后通過聲學參數(shù)反演材料的體積縱波模量。
　　 其次，研究聲波在無限長的圓柱管中的傳播特點，建立彈性圓柱管中振動位移的波動方程，代入邊界條件，得到方程的一階、二階近似解。利用一階、二階近似解建立等效參數(shù)原則，將圓柱管等效為均勻材料。帶有均勻圓柱腔的樣品，由于結構對稱、重復。對其中一個圓柱管進行研究，利用之前建立的等效參數(shù)原則，將帶有均

3、勻圓柱腔的樣品的聲學參數(shù)與材料剪切模量G和拉米常數(shù)λ之間建立關系，將之前由均勻樣品反演得到的體積縱波模量作為已知量代入，可以求得剪切模量。在由聲學參數(shù)反演材料力學參數(shù)時，需要對超越方程進行求解，此過程引入遺傳算法，提高反演的精度。利用MATLAB編寫程序，對聲管測量的均勻樣品和帶結構樣品進行仿真，仿真各個參數(shù)對樣品吸聲性能和反演材料力學參數(shù)的精度的影響，為設計試驗樣品提供了依據(jù)，對算法和材料參數(shù)反演理論進行仿真，驗證遺傳算法反演材料參數(shù)