蜂窝夹层结构及其在直升机噪声控制上的应用

介绍了传统蜂窝夹层结构,它是由蜂窝芯材耦合面板/薄膜组合而成,具有优异的降噪特性。为进一步提升蜂窝夹层结构的降噪性能,结合多孔吸声原理及“吸/隔声结构功能一体化”概念,将多孔吸声材料填充至蜂窝芯中,形成了基于多孔吸声的蜂窝夹层结构,但中、低频降噪性能较差。结合微穿孔板、亥姆霍兹共振理论,开发了基于共振吸声的单自由度蜂窝夹层结构,由蜂窝芯材耦合穿孔面板/薄膜组合而成,提升了中、低频降噪特性,但是依旧存在降噪频带过窄的问题,只能在某段特定频率范围内表现出良好的降噪特性。为此,研发了基于共振吸声的多自由度蜂窝夹层结构,利用各层穿孔面板/薄膜和蜂窝结构特性,实现了不同频率噪声控制。最后总结了蜂窝夹层结构在国内外直升机被动噪声控制上的应用情况,展望了新型蜂窝夹层结构的发展趋势。     

局域共振声学超材料技术进展及应用展望

介绍了声学超材料主要有布拉格散射型声子晶体、局域共振型声学超材料等。布拉格散射型声子晶体通常需要其晶格常数与声波波长处于同一数量级时才能产生声波禁带,从而使得其应用领域受限。局域共振型声学超材料利用其共振单元的共振频率与声波频率接近时所产生的耦合作用而消耗声能,其尺寸比作用声波波长降低了2个数量级,从而实现了小尺寸声学超材料对长声波的控制。局域共振声学超材料采用特殊的声学结构单元设计,使其在常规介质中具有一些超常物理特性,如负折射、负质量密度等;其在低频段具有声学禁带,在该禁带频率范围内将阻止声波传递。局域共振声学超材料已发展出了具有谐振特性的声学结构单元、表面附加局域共振单元板结构声学超材料、薄膜型声学超材料等结构形式。局域共振声学超材料的研究和发展为低频降噪提供了新的途径。     

不同声学元件在公路声屏障中的应用

通过对公路声屏障不同声学元件声学性能的比较研究，阐明了两种声学元件在治理交通噪声中的差别，指出吸声共振型声学元件将是未来公路声屏障的发展方向，该研究结论对于开展公路声障声学设计有较为重要的参考价值     

新型声屏障材料泡沫陶瓷

通过对泡沫陶瓷吸声特性的介绍 ,指出泡沫陶瓷具有良好的声学性能 ,力学性能 ,耐候性 ,防火性等特点 ,其材料制成的吸声元件 ,在中低频具有良好的吸声性能 ,适于在公路建造声屏障时使用     

功能填充剂对丁基橡胶吸声性能的影响

为了提高吸声橡胶在深水环境下的吸声性能,从声学填料角度考虑,以无机中空微球、片状结构填充剂和重金属微球等填料为研究对象,考察了声学填料对高静水压力环境下丁基橡胶声学性能的影响。试验结果表明,与传统吸声填料蛭石相比,通过多种功能填充剂的优选并用,有效提高了丁基橡胶在高水压下的吸声性能。     

新型阻抗复合吸声材料设计研究

该项目在微穿孔复合吸声板的研究基础上,采用阻抗复合思路,在铝纤维板与微穿孔板组成的第一层空腔内填充聚酯纤维,采用模拟仿真和试验研究手段,优化填充材料厚度、背腔厚度以及叠放次序等因子,进一步优化新型阻抗复合吸声材料的低频吸声能力,同时检测其服役性能。研究结果表明,材料的全频段吸声能力随聚酯纤维的填充厚度以及背腔厚度的增加而增加,且采用铝纤维板前置结构具有更优的低频吸声性能。当聚酯纤维及背腔厚度均为20 cm时,该复合吸声板在以100 Hz和200 Hz为中心频率的1/3倍频带吸声系数不少于0.9,100～2 000 Hz频段综合降噪系数达到0.96,且其服役性能良好。     

基于混合FE-SEA方法的加筋板宽频隔声预计

目的预测有限尺寸加筋平板结构宽频范围内的隔声特性,指导飞行器结构声学设计。方法基于混合FE-SEA方法,对单向加筋平板结构开展宽频隔声预计。同时,在标准声学试验室对其进行隔声测试,并将FE-SEA法预计结果与测试结果、SEA方法计算结果进行对比分析。结果与SEA法相比,混合FE-SEA方法在50 Hz~10 kHz频带内的预计结果与试验结果更为吻合,其更适用于宽频隔声预计;在400 Hz~10 kHz的中高频段内,FE-SEA方法预计结果与试验结果基本相同;在50 Hz~400 Hz的低频段内,FE-SEA方法预计结果略高于试验结果,且随频率降低,偏差会逐渐增大。结论进行加筋板结构声学设计时,为了获得精确的宽频隔声预计结果,可首先选用FE-SEA方法。FE-SEA方法预计结果在中高频段可直接使用,在低频段仅能作为参考,使用时应当进行修正。     

新型多孔水泥基硅橡胶吸声材料的制备

变电站噪声(尤其是低频噪声)对周边居民造成严重的噪声污染,为有效降低其噪声需要构造一种降噪吸声层,为了同时有效提高吸声性能,该文充分利用废弃绝缘子硅橡胶伞裙(主成分为硅橡胶),设计一种水泥基绝缘子硅橡胶复合降噪层作为变电站降噪材料的吸声层,实验以材料的吸声系数为主要考察指标兼考虑材料物理性能。通过试验验及性能分析得到最优的材料配比为硅酸盐水泥与绝缘子硅橡胶比为3∶2,EVA胶的添量为5%、双氧水量为3%、MnO_2 0.2%;并对其声学性能进行验证,最优配比下的材料吸声系数为0.52,可以应用于变电站吸声降噪材料的吸声层,解决了废旧绝缘子硅橡胶的出路问题,变废为宝达到资源回用目的。     

轻质复合墙体隔声性能研究

对非承重轻钢龙骨结构及双层轻质复合墙体隔声性能进行了试验研究。轻质复合墙体以水泥板材为外面板,石膏板材为内侧板,并采用弹性连接件作为减振装置附着在龙骨上,吸声超细玻璃棉作为填充。对墙体构件的隔声性能进行了实验室测试,分析了吸声填充和弹簧减振件对轻质复合墙体隔声性能的影响。结果显示,轻质复合墙体的计权隔声量达到56dB。吸声填充对轻质复合墙体结构具有显著作用,弹性连接件在低频及高频隔声都具有较好的改善作用。     

丁腈再生胶吸声性能及其改进的试验研究

通过试验研究了丁腈再生的吸声性能及其影响因素,并通过添加填料对其吸声性能进行了改进。结果表明:合成橡胶的吸声性能优于天然橡胶,丁腈再生胶的吸声性能优于三元乙丙再生胶、硅再生胶;丁腈再生胶硫化后其吸声性能下降;当丁腈再生胶吸声件的厚度增加,其低频段吸声性能会提高,但2 500Hz以上高频段的吸声性能则会下降;在中低频段内圆锥结构的丁腈再生胶吸声件的吸声性能提升较为显著,而在高频段外圆锥结构的丁腈再生胶吸声件的吸声性能更为优异;添加发泡剂和蛭石粉对丁腈再生胶的吸声性能都有所改进,但当发泡剂添加量为1.5%、蛭石粉添加量为30%时,对丁腈再生胶吸声性能的改进效果最佳。     

试音室建筑声学缺陷查找及音质改造工程案例分析

对某试音室进行建筑声学测试、体验,对存在的颤动回声、低频共振等建筑声学缺陷及问题进行分析,在此基础上,根据试音室的功能使用需求,提出建筑声学音质改造方案,以此为例阐明了建筑声学缺陷的查找和修正方法。     

轻质高强多功能点阵夹层结构研究进展

根据材料类型和点阵结构,对点阵夹层结构进行了分类简述,并从静态、动态力学性能上,分析了各类点阵夹层结构的优缺点。简要叙述了设计过程中,综合考虑材料、结构以及功能等影响因素,针对不同使用工况的要求,可对各影响因素进行匹配设计,以实现传热特性、电磁波屏蔽特性、声学特性等不同的功能性需求。然后介绍了复合点阵夹层结构(嵌锁组装、模具热压成形、穿插编织)和金属点阵夹层结构(冲压成形、挤压线切割、拉伸网折叠、搭接拼装、熔模铸造以及增材制造)的主要制造工艺。最后提出如何将设计因子与多目标进行匹配及优化设计,是轻质高强点阵夹层结构的重点研究方向,轻质高强点阵夹层结构将朝多材料及多结构复合方向发展,开发新的制造工艺,提高费效比,是点阵夹层结构材料需解决的问题。     

舱门振动对舱室噪声特性影响研究

目的研究舱门结构振动特性对舱室声场特性的影响与控制方法。方法基于声固耦合分析方法,对典型舱门结构的振动声辐射特性进行仿真分析,研究材料、板厚以及阻尼层对舱门结构声辐射特性的影响规律。建立舱室声学分析模型,分析舱门结构振动对舱室声学环境的影响。结果计算了典型舱门结构的固有频率和声辐射特性,舱门结构在固有频率处容易辐射出较大的噪声能量。通过分析舱室典型位置声压频率响应可知,声压峰值频率以舱室模态频率为主,且响应最大值出现在舱门结构频率和舱室模态频率重合处。仿真分析结果显示,采用在舱门表面增加约束阻尼层的降噪方法,可以有效降低舱室噪声。结论舱门结构振动模态频率与舱室声学模态频率的重合产生较大的共鸣噪声。在舱门上增加约束阻尼层是一种简易且有效的舱室噪声控制措施。     

城市居住区设备噪声频率特性分析

在对杭州市噪声污染影响进行调查的基础上,选择典型的居住区配套设备噪声源进行分析,选取供电系统、地下车库、电梯设备、供热系统、排水供水系统、空调设备和通风系统中的12种典型噪声源,采用VS302USB双通道实时分析仪调试并记录以上设备正常运转状态的数字声信号.此外,通过声信号处理分析这些噪声源的频谱及低、中、高频段的能量比率.结果表明,各声源最大声压级所在频段以低频段最多(12种典型噪声中9种),最大能量分布频段也是以低频段最多(12种典型噪声中的7种),因而低频噪声已经成为居住区中影响最大的噪声源.     

基于VA One船舶舱室动力设备空气噪声控制分析

目的研究舱室间壁板不同约束条件及不同敷设方式对隔声量的影响。方法用VA One建立两个舱室的统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)模型,对约束阻尼结构和自由阻尼结构的隔声性能进行分析。针对约束阻尼结构,讨论其两侧金属层厚度差对整个壁板的隔声性能的影响;对自由阻尼结构,分析金属层与阻尼层之间的相对位置对其隔声性能影响。结果约束阻尼结构隔声量A计权声压级比自由阻尼结构高。结论阻尼层厚度和壁板总厚度一定时,自由阻尼结构金属层与阻尼层之间的相对位置对实际的隔声性能并没有影响;约束阻尼结构,两侧金属层等厚敷设时,其隔声效果最优,且两侧厚度差越大隔声量越小。     

低频率干湿交替环境中有机涂层失效过程

目的 研究低频率干湿循环条件下的有机涂层失效过程。方法 应用电化学阻抗谱技术,结合浸泡过程中涂层表面以及基底金属的形貌变化,对比研究全浸环境和低频率干湿交替环境下,浸泡初期、浸泡中期、浸泡末期有机涂层的失效过程及特征。结果 低频率干湿交替环境下,涂层在浸泡初期、中期、末期所经历的时长分别为18、4、46天,较全浸环境来讲,显著缩短了浸泡中期的时长,同时也显著延长了浸泡末期的时长。两种环境下的涂层均发生明显的局部剥离,且基底金属也均有明显的局部腐蚀。结论 低频率干湿交替环境明显延长了涂层的失效过程,且此环境下基底金属出现了明显的局部腐蚀。