天然纤维增强复合材料吸声性能研究
天然纤维复合降噪材料在汽车内饰中的应用
源（ 如发 动机 、 动 系统 、 排 气 系统 、 架 系统 、 传 进 悬
风扇 、 轮胎 、 路面不 平 等 ） 通 过 车 厢 壁板 、 窗孔 ， 门
隙直 接 传 人 ， 由空 气 声 、 构 声 和混 响 声共 同 组 结 成 。 。高效 降噪 首先 就 得 分 析 各成 分 对 车 内噪
噪声控 制 主要 从 两 方 面入 手 ， 是 对 噪声 源 一
声 的控制 刻不 容 缓 ， 制 噪声 到 最 低水 平也 成 为 控 汽车 设计 者追 求 的方 向。
进行 治理 ， 即将 发声 大 的设 备 改造 成 发 声 小 或者 不发 声 的设 备 ， 这是 最 积 极 、 彻 底 的措 施 （ 括 最 包 降低 噪声 的激 振力 和降低 发动 机部位 对激 振力 的 响应 等 ） 二是 对传 播 途径 的控制 ， 过特 殊 的 材 ； 通
１ 汽 车 噪 声 及 其控 制
车 内噪声 主要 来源 于车 室外 的噪声 源 和振动
料及 其结 构设计 使 车体外 部噪 声入射 到 车体表 面
时一 部分 被反 射 ， 一部 分 经 过 车体 时被 转 化 成 另
其他 形 式的 能 量 或 被 吸 收 。 目前 控 制 噪 声 的
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随着 我 国国 民经 济 的 飞 速发 展 ， 车制 造业 汽 近些 年也 呈现 出“ 喷式 ” 展景 象 ， 跃成 为 国 井 发 一 民经 济 的 “ 要 支 柱 产 业 ” 重 。但 同 时 汽 车 产 生 的
角料 重新 粉碎 ， 加 入 一定 量 的木 屑 制成 了具 有 并 良好 吸声 功 能 的针 刺 非 织 造 复合 材 料 。巴 黎 西北 部诺 曼底 地 区一企业 用亚 麻纤 维生产 汽车 车 门 的 内饰 板 。该板 由 ５ ％ 的 聚丙 烯 纤 维 和 ５ ％ ０ ０
复合材料声衬声阻抗性能测试试验研究
Vol.60No.2工程与试验ENGINEERING&TEST Jun.2020复合材料声衬声阻抗性能测试试验研究黄太誉，高翔(中国飞机强度研究所第三十二研究室，陕西西安710065)摘要：声衬是降低发动机噪声的重要组件。
为探索复合材料在声衬上的应用，本文基于Helmholtz原理，采用树脂基复合材料，针对某特定工况设计制备了微穿孔板蜂窝夹层结构声衬，并开展了相应的试验研究。
研究结果表明，按照当前树脂基复合材料良好的加工性能和制备工艺，该声衬能够较好地满足结构参数和声学性能的设计要求。
关键词：树脂基复合材料;声衬;声阻抗中图分类号：V216.5+4文献标识码:A doi：10.3969/j.issn.1674-3407.2020.02.012Experimental Study on Acoustic Impedance of Composite Acoustic LinerHuang Taiyu,Gao Xiang(The32nd Research of China Aircraft Strength Research Institute,Xi an710065,Shaanxi,China)Abstract:Acoustic liner an important component to reduce engine noise.In order to explore the application of composite materials to the acoustic liner,based on the Helmholtz principle,the acoustic liner of micro perforated plate honeycomb sandwich structure is designed and prepared,and the corresponding test research is carried out.The results show that according to the good processing performance and preparation process of resin matrix composite,it can meet the design requirements of structural parameters and acoustic properties.Keywords:resin matrix composite；acoustic liner；acoustic impedance1引言喷气式发动机问世伊始，在噪声传递路径中铺设声衬一直是最主要的噪声控制手段口⑵。
天然纤维增强聚合物基复合材料
天然纤维增强聚合物基复合材料
天然纤维增强聚合物基复合材料，是一种结合了天然纤维和聚合物基质的新型
材料。
在复合材料领域，天然纤维作为增强材料的应用已经得到广泛关注，其在提高材料性能、减轻重量、降低成本等方面发挥着重要作用。
天然纤维作为增强材料具有许多优点。
首先，天然纤维来源广泛，如木质纤维、植物纤维、动物纤维等，且具有较高的强度和模量。
其次，天然纤维具有低密度、易加工、可降解的特性，符合现代工业对可持续发展和环保的要求。
另外，天然纤维在复合材料中的表现良好，能够有效增强材料的抗拉强度、耐冲击性和耐磨性。
在天然纤维增强聚合物基复合材料的制备过程中，选择合适的天然纤维材料和
聚合物基质是关键。
不同种类的天然纤维具有不同的特性，可以根据复合材料的具体应用需求选择合适的增强材料。
同时，通过调控纤维的取向、含量和界面改性等方式，可以进一步改善复合材料的性能。
对于聚合物基质的选择和制备也至关重要，需要考虑到与天然纤维的相容性、成本、加工性等因素。
天然纤维增强聚合物基复合材料在诸多领域有着广阔的应用前景。
在汽车工业中，天然纤维复合材料可以替代部分金属材料，降低车身重量，提高燃油经济性；在建筑领域，天然纤维复合材料具有良好的吸声、隔热性能，可以应用于建筑材料制备；在航空航天领域，天然纤维复合材料因其优越的比强度和比刚度，被广泛应用于飞机结构件制备。
总的来说，天然纤维增强聚合物基复合材料作为一种新型的绿色材料，具有广
阔的应用前景和经济效益。
随着技术的不断进步和研究的深入，相信这种材料将在未来得到更广泛的应用，为推动可持续发展和环保产业做出贡献。
碳纤维增强材料透声性能研究
碳纤维增强材料透声性能研究碳纤维增强材料（Carbon Fiber Reinforced Materials，CFRM）具有良好的抗拉强度、工艺性及优良的比表面积，是以碳纤维为主要成分而加工制成的复合材料，由于其表面致密，相对小，能使其具有良好的透声性能。
在临床上，医生通过超声检查可以检测到疾病的情况，CFRM由于其透声特性开始被应用于医疗技术中，可以用于研制人体检测和诊断仪器上，如x射线、磁共振成像，以及其他类型的扩散诊断检测设备。
碳纤维增强材料的透声特性是指材料的声波传播特性，决定材料透声性能的因素有材料中碳纤维种类、晶粒结构、厚度、表面形貌、湿度等，这些因素均会对材料的透声性能产生影响。
碳纤维材料在声波中具有较高的能量传输率和传输功率，因此，有较高的透声性能。
CFRM的弹性波速比空气、水、液体的弹性波速大，这样就使得CFRM中声波的穿透能力更为优异。
因此，CFRM具有较好的透声特性，可以用于医学检测设备的研发。
另外，CFRM的波速和传播模式也会对其透声性能产生明显的影响。
碳纤维增强材料不但有良好的弹性波速，还有增强弹性波传播性。
它不仅可以改善电子系统的静态和动态响应，而且可以改善系统的透声性能。
研究表明，研制出的CFRM通过增加材料中的碳纤维含量及尺寸变化，结合不同结构形式和板厚有较好的效果，来提高其声波透声性能。
在医用技术及诊断检测设备应用中，为了改善诊断的准确度，碳纤维增强材料的透声性能已被越来越多的人认识到，用它研制的具有良好透声性能的诊断检测设备，在医疗技术发展中发挥着重要的作用，但也存在改善的空间。
未来，越来越多的科学家将会针对碳纤维增强材料的透声性能和改善方法进行研究，以及应用它们在医疗技术领域，为更多的人们带来良好的服务和帮助。
复合材料的声学性能与设计优化
复合材料的声学性能与设计优化在现代科技的快速发展中，复合材料以其独特的性能在众多领域得到了广泛的应用。
其中，声学性能是复合材料一个十分重要的特性，对于改善声音传播、降低噪音等方面具有关键作用。
而通过合理的设计优化，能够进一步提升复合材料的声学性能，满足各种实际应用的需求。
复合材料是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料组合而成的。
这些不同的材料相互结合，使得复合材料在性能上往往优于单一材料。
在声学领域，复合材料的声学性能主要包括吸音、隔音、声反射等方面。
吸音性能是指材料能够吸收声音能量，减少声音的反射和传播。
复合材料的吸音性能通常取决于其内部的孔隙结构和纤维分布。
具有丰富孔隙的复合材料能够有效地将声音能量转化为热能，从而实现吸音的效果。
例如，在一些会议室、录音室等场所，常常会使用具有良好吸音性能的复合材料来降低声音的反射，提高声音的清晰度。
隔音性能则是指材料能够阻止声音的传播。
这主要取决于复合材料的密度、厚度以及内部的结构。
一般来说，密度较大、厚度较厚的复合材料隔音效果更好。
比如，在汽车制造中，为了降低车内噪音，会在车身中使用隔音性能良好的复合材料，以减少外界声音的传入。
声反射性能则与材料的表面特性和硬度有关。
光滑、坚硬的表面容易导致声音的反射，而粗糙、柔软的表面则能够减少反射。
在声学设计中，可以根据具体需求来调整复合材料的表面特性，以达到理想的声反射效果。
在实际应用中，为了获得更好的声学性能，需要对复合材料进行设计优化。
设计优化的过程通常需要综合考虑多个因素，包括材料的选择、结构的设计以及制造工艺等。
材料的选择是设计优化的基础。
不同的原材料具有不同的声学特性，例如玻璃纤维、碳纤维、聚合物等。
在选择材料时，需要根据具体的声学性能要求以及使用环境来进行权衡。
比如，如果需要较高的吸音性能，可以选择具有多孔结构的纤维材料；如果需要良好的隔音性能，则可能会选择密度较大的材料。
结构设计也是至关重要的一环。
羊毛及其混合纤维非织造材料的吸声性能
羊毛及其混合纤维非织造材料的吸声性能栾巧丽;邱华;成钢;刘晓燕【摘要】为优化羊毛非织造材料的吸声性能,以羊毛、毛/涤、毛/麻3种材料制备非织造材料.通过阻抗管对3种非织造材料的吸声性能进行测试,分析了声波频率在250～6300 Hz范围内,材料的纤维种类、厚度和空腔深度对其吸声性能的影响.结果表明:3种材料的平均吸声系数均大于0.2,纯毛非织造材料的吸声性能略好于毛/涤与毛/麻非织造材料;通过增加材料厚度或设置空腔的方式均可提高材料全频段(尤其中低频段)的吸声性能,其中厚度对材料吸声系数的影响程度更大;从环保、材料价格、便于施工等方面考虑,以厚度为6 mm的毛/麻非织造材料作为吸声材料,并设置6 mm的空腔,即可达到较为优异的低频吸声性能.%In order to optimize the sound absorption properties of wool nonwoven materials,wool and its hybrid fiber nonwoven materials were prepared from wool,wool/polyester and wool/ing the standing wave tube,the sound absorption properties of wool nonwoven materials in a frequency range of 250-6 300 Hz were studied by changing the fiber species,thickness and cavity depth.Results indicate that the average sound absorption coefficient of three samples is no less than 0.2,and sound absorption properties of wool materials are slightly better than those of wool/polyester materials and wool/jute materials.Sound absorption performance of all frequencies (especially low frequencies) also can be improved by increasing the thickness of the material or setting the cavity,in which thickness supplies more influence on sound absorption coefficients.Taking environmental protection,inexpensive materials and convenient construction intoconsideration,the 6 mm wool/jute material with a cavity of 6 mm can achieve more excellent sound absorption performance at low frequencies.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】5页(P67-71)【关键词】羊毛;毛/麻;毛/涤;非织造材料;厚度;空腔;平均吸声系数【作者】栾巧丽;邱华;成钢;刘晓燕【作者单位】生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡214122;生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡214122;江苏科博世羊毛建材科技有限公司,江苏无锡214208;生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TS176.5;TB535噪声是一种无形的污染，不仅会影响人们正常的生活、工作和身体健康，还会加速建筑物和机械的老化[1]。
复合材料的声学特性与应用
复合材料的声学特性与应用在现代科技的快速发展中，复合材料以其独特的性能在众多领域崭露头角。
其中，复合材料的声学特性引起了广泛的关注，并在诸多实际应用中发挥着重要作用。
复合材料，顾名思义，是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的一种新型材料。
由于其成分的多样性和可设计性，使得复合材料在声学性能方面展现出了独特的优势。
从声学特性的角度来看，复合材料通常具有良好的吸声性能。
这是因为复合材料内部的微观结构和组成成分能够有效地阻碍声波的传播，并将声波的能量转化为热能等其他形式的能量。
例如，一些纤维增强复合材料，其纤维的排列方式和孔隙结构可以让声波在材料内部发生多次散射和反射，从而减少声波的穿透和传播。
这种吸声特性在声学工程中有着广泛的应用，比如在音乐厅、会议室、录音棚等场所的声学装修中，使用具有良好吸声性能的复合材料可以有效地改善声音的品质，减少回声和混响，提高声音的清晰度和可懂度。
同时，复合材料还具有较好的隔声性能。
通过合理设计复合材料的结构和成分，可以有效地阻挡外界声音的传入。
例如，在汽车制造中，使用复合材料来制造车身和内饰部件，可以降低行驶过程中的风噪、路噪和发动机噪声，提高车内的安静程度，为乘客提供更加舒适的驾乘环境。
在建筑领域，采用复合材料制作的门窗和墙体材料，可以有效地隔绝外界的噪音，为居民创造一个安静的居住空间。
此外，复合材料的声学阻抗匹配特性也十分重要。
声学阻抗是指材料对声波传播的阻力，当声波从一种介质传播到另一种介质时，如果两种介质的声学阻抗匹配良好，声波就能更有效地传播。
复合材料可以通过调整其成分和结构，实现与不同介质之间的良好声学阻抗匹配，从而在声学传感器、超声检测等领域发挥重要作用。
在实际应用中，复合材料的声学特性为众多领域带来了创新和改进。
在航空航天领域，复合材料的应用对于降低飞机的噪声至关重要。
飞机发动机产生的噪声不仅对乘客和机组人员的健康造成影响，还会对周边环境产生噪音污染。
材料吸声系数
材料吸声系数材料吸声系数是指材料在声波作用下吸收声能的能力，是衡量材料吸声性能的重要参数。
在建筑、航空航天、汽车等领域，材料吸声系数的高低直接影响着环境的舒适性和声学性能。
因此，对材料吸声系数的研究和评价具有重要的意义。
一、材料吸声系数的影响因素。
1. 材料的密度，一般来说，密度越大的材料其吸声系数越高。
这是因为密度大的材料内部的孔隙结构更加复杂，能够更有效地吸收声波能量。
2. 表面形态，材料的表面形态对其吸声系数也有很大的影响。
比如，多孔材料的表面粗糙度越高，其吸声系数也会相应提高。
3. 声波频率，不同频率的声波对材料的吸声性能影响也不同。
一般来说，高频声波对材料的吸声能力要强于低频声波。
4. 材料的厚度，材料的厚度也是影响其吸声系数的重要因素。
在一定范围内，材料的厚度越大，其吸声系数也会相应增加。
二、常见材料的吸声系数。
1. 吸声棉，吸声棉是一种常见的吸声材料，其吸声系数一般在0.8以上，具有很好的吸声性能。
2. 泡沫塑料，泡沫塑料的吸声系数一般在0.2-0.4之间，吸声性能一般。
3. 吸音板，吸音板是一种常用的吸声材料，其吸声系数一般在0.6-0.8之间，具有较好的吸声效果。
4. 纤维板，纤维板的吸声系数一般在0.4-0.6之间，吸声性能一般。
5. 吸声涂料，吸声涂料是一种新型的吸声材料，其吸声系数一般在0.5-0.7之间，具有较好的吸声效果。
三、提高材料吸声系数的方法。
1. 优化材料结构，通过改变材料的孔隙结构和表面形态，可以有效提高材料的吸声系数。
2. 增加材料厚度，增加材料的厚度可以增加声波在材料内部的传播路径，从而提高吸声效果。
3. 使用复合材料，利用不同材料的吸声特性相互补充，可以有效提高整体材料的吸声系数。
4. 表面处理，通过表面处理，如覆盖吸声膜、喷涂吸声涂料等，可以有效提高材料的吸声性能。
四、结语。
材料吸声系数是衡量材料吸声性能的重要参数，其高低直接影响着环境的舒适性和声学性能。
不同类型的材料对声音吸收的影响
不同类型的材料对声音吸收的影响声音是我们生活中非常重要的一部分，而材料对声音的吸收有着不可忽视的影响。
在不同的环境中，选择合适的材料可以有效地降低噪音，提供更好的音效体验。
本文将重点探讨不同类型的材料对声音吸收的影响，并分析其原理。
I. 硬质材料硬质材料如玻璃、金属等，具有较高的声反射率，它们对声音主要起到反射和传导的作用。
当声波遇到硬表面时，一部分能量被反射回去，而另一部分则会沿着材料传导，并在另一侧继续反射。
这种反射会导致声音的回音效应，形成噪音污染和声音模糊。
因此，硬质材料在需要降低噪音的环境中并不适宜使用。
II. 软质材料软质材料如布料、海绵等，具有良好的吸声性能。
其疏松的结构可以有效地吸收声波的能量。
当声波进入软质材料时，会与材料中的纤维或气体分子碰撞，从而减弱和分散声音能量。
这种吸声原理使得软质材料成为良好的噪音隔音材料，被广泛用于音乐录音室、电影院等需要良好音效的场所。
III. 复合材料复合材料是由两种或多种不同材料组成的，例如玻璃纤维加强塑料、隔热材料等。
复合材料可以综合各种材料的优点，对声音的吸收和反射都有良好的效果。
例如，玻璃纤维加强塑料不仅具有玻璃纤维的吸声性能，还具有塑料的隔音性能。
这种材料可以在音乐录音室中用作声音吸收板，既可以减少回音效应，又可以有效隔离外界噪音。
IV. 海绵材料海绵材料是一种具有开孔结构的软质材料，如泡沫塑料、橡胶等。
这些材料的开孔结构能够提供更大的接触面积，进而增强吸声效果。
与纤维状材料相比，海绵材料对低频和中频声波的吸收性能更好。
因此，它们常被用于噪音消除和隔音处理，例如汽车发动机盖、录音室隔音板等。
V. 陶瓷材料陶瓷材料是一种优良的声音隔音材料，具有优异的吸声、隔音性能和耐高温性。
其微细的孔隙结构和高硬度使得噪声无法有效穿透，同时能够吸收和分散声波的能量。
陶瓷材料被广泛应用于工业领域，例如航空发动机隔音罩、工厂噪音治理等。
总结起来，不同类型的材料对声音吸收的影响是有区别的。
复合材料吸声系数的理论计算及性能分析
复合材料吸声系数的理论计算及性能分析复合材料吸声系数的理论计算及性能分析声波在传播过程中会遇到阻抗不同的材料，导致部分声波被吸收、反射或透射。
而复合材料作为一种新型材料，对声波的阻抗具有一定的影响，因此对于复合材料的吸声性能的预测与分析具有很高的实际意义。
本文将对复合材料吸声系数的理论计算及性能分析进行探讨。
1. 复合材料吸声系数的理论计算（1）密度控制理论密度控制理论是最简单和最基本的吸声机理，即物质密度越大，吸声系数越高。
因此，复合材料中添加空气、泡沫或其他低密度材料，以此来降低复合材料的密度，从而提高其吸声性能。
（2）钳制层模型钳制层模型是一种用于描述入射波传递到硬墙并在其表面上反射的模型。
在该模型中，复合材料的吸声性能由其厚度、弹性模量、密度、硬度等因素决定。
（3）Johnson-Champoux-Allard模型Johnson-Champoux-Allard模型是一种考虑不同材料相互作用的复杂模型。
该模型将吸声系数分为两部分：贡献因子和反射因子。
其中贡献因子用于描述材料中声波的吸收和散射，而反射因子用于描述声波在材料表面上的反射。
2. 复合材料吸声性能分析（1）材料组成对吸声性能的影响对于复合材料的吸声性能而言，其主要受到材料组成的影响。
例如，在复合材料中添加玻璃纤维等纤维增强材料，可以大大提高其吸声性能。
此外，泡沫材料和聚合物材料在复合材料中的应用也被广泛研究。
（2）结构形式对吸声性能的影响复合材料的吸声性能还受到其结构形式的影响。
例如，复合材料的孔隙结构、厚度、密度和表面形貌等因素，都会对其吸声性能产生重要的影响。
（3）频率对吸声性能的影响复合材料的吸声性能还受到声波频率的影响。
一般来说，对于低频声波，其吸收效果不明显，而高频声波则可以更容易地被其吸收。
综上所述，复合材料吸声系数的理论计算及性能分析是一个十分复杂的课题。
在实际应用中，需要综合考虑其组成、结构形式、频率等多种因素，以便更好地预测和优化复合材料的吸声性能。
复合吸声材料—空间吸声体 吸声尖劈
复合吸声材料—空间吸声体吸声尖劈摘要吸声材料是指具有较强的吸收声能、能有效减低噪声性能的材料。
其凭借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用。
根据其吸声机理，可将其分为多孔性吸声材料、共振吸声结构和由它们组成的复合吸声结构等。
空间吸声体及吸声尖劈作为两个比较特殊的吸声材料倍受人们的关注。
本文通过空间吸声体及吸声尖劈的结构、原理等，介绍到目前为止这两种复合吸声材料的应用状况。
关键词空间吸声体吸声尖劈引言随着科技的发展、社会的进步，噪声控制也逐渐走进人们的视野、吸引了人们的注意。
声学材料包括隔声材料、吸声材料、阻尼材料及其复合材料。
作为噪声控制中的一种——吸声材料，在其中也有着一定的除噪作用。
而且，越来越多的复合型吸声材料开始活跃在噪声及振动控制的各个领域。
1、吸声材料1.1吸声材料的定义及分类吸声材料是指具有较强的吸收声能、能有效减低噪声性能的材料。
其凭借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用。
吸声的种类有很多种，根据其吸声机理，可将其分为多孔性吸声材料、共振吸声结构和由它们组成的复合吸声结构等1.2吸声原理及选用声音源于物体的振动，它会引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。
当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗，即通常所说声音被材料吸收。
选用吸声材料，首先应从吸声特性方面来确定合乎要求的材料，同时还要结合重量、防火、防潮、防蛀、强度、外观、建筑内部装修等要求，综合考虑进行选择。
[1]1.3多孔性吸声材料及共振材料1.3.1多孔性吸声材料1.3.1.1多孔性吸声材料的吸声机理与构造特征多孔吸声材料吸声是依靠声波在微细通道内传播过程中，空气分子振动时在微孔内与孔壁摩擦，空气中的粘滞损失使声能变为热能而不断损耗，同时，声波在多孔性吸声材料内经过多次反射而衰减。
纤维增强复合材料阻尼性能的研究
纤维增强复合材料阻尼性能的研究孙立娜【摘要】纤维增强树脂基复合材料越来越广泛地应用于航空航天、水下核潜艇、高速列车等高科技领域。
对复合材料的阻尼性能进行分析和有效预报，从而实现结构振动冲击、噪声和疲劳破坏的有效控制，有着极其重要的工程实际意义。
本文对纤维复合材料阻尼研究的进展情况进行了综述，阐述了复合材料阻尼机理：阳复合材料阻尼性能的研究现状。
%As a fiber - reinforced composite are more widely used in high - tech field of aeronautics and astronautics, marine, automobile etc. Damping is an important feature of engineering meaning. The paper presents an analysis and pre- diction of the damping composites which behavior is helpful structure impact and yawp and fatigue. This paper reviews recent achievement in damping studies for fiber reinforced composites. The content can be divided in to two parts：damping mechanisms and study status.【期刊名称】《纤维复合材料》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】5页(P37-41)【关键词】纤维增强复合材料;阻尼性;粘弹性【作者】孙立娜【作者单位】哈尔滨玻璃钢研究院,哈尔滨150036【正文语种】中文【中图分类】TB33阻尼材料是一种能吸收振动机械能，并将之转化为热能而耗散的功能材料。
碳纤维增强材料透声性能研究
碳纤维增强材料透声性能研究近几十年来，随着科技的不断发展，许多科学家开始发掘一种新型的材料纤维增强材料。
这种材料具有令人惊叹的力学性能，传统的金属、塑料和木材等材料已不能满足人们的需要。
碳纤维增强材料在航空航天、石油化工、汽车、电子、造船和军事等领域有着广泛的应用，其中一个重要应用之一就是其传声性能。
碳纤维增强材料具有优越的强度、轻重比和良好的耐腐蚀性，从而有效地提高了声音性能。
此外，碳纤维增强材料还具有高强度、高抗拉强度和低密度等优势，这些优势能有效地提高声音传播的质量和可靠性。
由于碳纤维增强材料的传声性能良好，因此它在听力诊断、口语诊断、耳激励器、显微镜诊断等领域得到了广泛的应用。
例如，使用碳纤维增强材料制作的声学诊断仪可以检测耳内的听觉力量，以确定耳聋的严重程度。
此外，还有许多用于定制耳激励器的碳纤维增强材料，可以比传统材料更有效地传输声音信号，以达到更好的听觉效果。
此外，碳纤维增强材料还可用于制作高分辨率显微镜，这有助于医学专业人士更准确地诊断内耳疾病。
从声学表面上看，碳纤维增强材料具有低频模态响应和较高的分辨率，这些特点使得它成为高精度的显微镜结构。
因此，碳纤维增强材料的传声性能可以很好地满足当前多种应用的需要。
但是，由于碳纤维增强材料非常脆弱，在进行实际应用时，仍需小心使用。
为此，有关人员必须时刻关注材料表面形状及其尺寸，提高材料的加工能力，使之更有效地承受各种力学应力，以提高其可靠性和实用性。
另外，专家们还需要通过应用有关的研究方法，深入研究碳纤维增强材料的声学性能，以便对它的实际应用提出洞察性的建议。
未来的研究将有助于改进目前的材料，使其能够更好地满足现代应用要求，从而进一步拓展碳纤维增强材料在传声性能方面的应用。
综上所述，碳纤维增强材料具有出色的传声性能，因此在听力诊断、口语诊断、耳激励器、显微镜诊断等领域有着广泛的应用。
碳纤维增强材料可以有效地提高声音传播的质量和可靠性，为当今社会提供了更多的可能性。
关于新型吸声材料及吸声模型的研究分析
关于新型吸声材料及吸声模型的研究分析摘要：吸声材料对声能有着较强的吸收能力，可以有效的降低噪声，目前被广泛应用到各种场景中。
但是传统的吸声材料也存在一定的缺陷与弊端，对此本文进行了详细的分析，从几个方面进行综合考量，以加快吸声材料科学运用与发展。
关键词：吸声材料；吸声模型；原理；共振在吸声材料的发展史上，有机植物纤维是最常用的传统吸声材料，但是植物纤维的缺点是吸声系数低，易燃，使用范围小，后来玻璃纤维、石棉材料成功开发，逐渐替代有机植物纤维?但是这些吸声材料的缺点也是比较突出的，因此需要性能更强、更加环保的吸声材料以满足社会的发展需求。
1传统的多孔吸声材料1.1纤维吸声材料传统的纤维吸声材料包括无机纤维吸声材料，有机纤维吸声材料和金属纤维吸声材料?其中无机纤维吸声材料主要包括岩棉，玻璃棉等无机纤维材料，其优点是具有良好的吸声性能且质量轻，不易燃，不易老化等?但是由于其脆性较大容易导致断裂，并且受潮后吸声性能严重下降，容易造成环境污染等一系列缺点，导致其使用范围受到很大限制?有机纤维材料主要为植物纤维制品和化学纤维，植物纤维主要有棉麻纤维，毛毡，甘蔗纤维板等，化学纤维主要有晴纶棉，涤纶棉等?其优点是这些材料在中高频范围内有良好的吸声性能?但其，防火，防腐，防潮等性能非常差，因此适用范围很小?金属纤维吸声材料主要为不锈钢金属纤维和铝纤维，其优点是强度高，防火性好，环境适应性强，散热性强等，但其缺点是造价成本高?1.2泡沫吸声材料传统泡沫材料有泡沫塑料，泡沫玻璃等?泡沫塑料种类繁多，主要有聚氨酯泡沫塑料，脲醛泡沫塑料，酚醛泡沫塑料等，这些泡沫塑料大多为闭孔型，主要用于保温绝热，只有少量开孔型泡沫塑料可用于吸声，如脲醛泡沫塑料，软质聚氨酯泡沫塑料?其优点是价格较低，不易老化?但其具有不防火，燃点低，吸水性强，强度低，且容易对环境造成污染等缺点?泡沫玻璃是以玻璃粉为原料，加入发泡剂以及其他外掺剂经高温焙烧而成?其优点是质量轻，不易燃，不易老化，无气味等，其缺点是强度较低，吸声系数较低?1.3颗粒吸声材料颗粒状原料如珍珠岩，蛭石，矿渣等，由于颗粒之间形成的间隙，加上一定的厚度，使其具有多孔吸声材料的性能?有膨胀珍珠岩吸声板，陶土吸声砖等产品，其优点是耐潮，防火，耐腐蚀等，其缺点是用途单一，主要用于建筑吸声材料?2新型吸声材料2.1泡沫铝及其复合结构泡沫铝作为新型吸声材料，根据孔型结构的不同，泡沫铝材料又分为开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝?其中开孔泡沫铝孔与孔之间由孔棱连接，互相连通，通气性好，因此具有很好的换热散热能力?吸声能力等；闭孔泡沫铝孔与孔之间除了孔棱连接，还有孔壁连接，且孔型为近似球形的圆孔，孔隙率高?比表面积大，因此闭孔泡沫铝具有优异的力学性能?吸声性能?隔声性能和电磁屏蔽性能等?泡沫铝具有优良的吸声?隔声?电磁屏蔽性能?不燃?不易氧化?不易老化?回收再利用性强等优点，但其低频段吸声效率低，因此需要泡沫铝进行一系列处理?对于开孔泡沫铝，将其与一定厚度的铝板制成复合板，可大大提高其低频段吸声性能?2.2纤维吸声复合材料传统的有机纤维在中高频范围有良好的吸声性能，低频段吸声性能很差，且防火，防腐，防潮性能非常差，因此科学家发现，将废羊毛纤维与再生聚酯纤维（RPET）进行复合得到RPET/废羊毛纤维复合材料，该材料具有良好的绝缘?隔热?防火?吸声?防潮性能和生物可降解性?为解决传统金属纤维造价成本高的问题，科学家以铝纤维?铝箔?铝板网为原料制备不同结构参数的铝纤维吸声复合材料，使材料在中低频段具有优异的吸声性能，并大大降低了成本? 2.3颗粒复合吸声材料水泥基吸声材料具有多孔结构，因此其具有优异的吸声性能，以水泥浆覆盖珍珠岩颗粒制备了含有纤维和发泡多孔结构的水泥基吸声材料，其成本价格低廉，加工方法简单，属于绿色环保型吸声材料?水泥-聚苯颗粒材料以水泥作为胶凝材料，聚苯颗粒为骨料，聚丙乙烯纤维和可再分散乳胶粉为增韧材料而制成的吸声材料，被广泛应用于建筑吸声材料?为了减小工业废渣造成的资源浪费和环境污染，有科学家以转炉钢渣为主要原料，掺加黏土，长石等陶瓷材料，制备了钢渣基陶瓷多孔吸声材料，该材料不仅具有优异的声学性能，并且具有优异的力学性能?2.4高分子吸声材料高分子材料作为新型材料适用于各行各业，其中一些高分子材料可作为性能优异的吸声材料?公晋芳[1]制备出硅藻土-聚丙烯复合吸声材料，该材料吸声机理为薄板振动与多孔吸声相结合，吸声性能优异，最佳吸声系数可达0.85?一般的吸声材料包括高分子吸声材料都存在吸声频段较窄的现象，赵宗煌[2]将聚苯胺，聚吡咯，八羧基酞菁铜三忠导电聚合物与石墨，环氧树脂，聚酰胺树脂，N-甲基吡咯烷酮等混合后用球磨机制成浆液，然后将其涂覆在载体上，制成尤其在低频段吸声效果好并且吸声频段宽的薄膜材料?3新型吸声材料模型为了更好的了解和制备新型吸声材料，人们开始建立吸声材料模型，以下介绍了部分新型吸声材料模型以及其建立的目的?3.1泡沫铝吸声材料模型曹曙明等[3]采用Rayleigh-Kirchhoff圆管模型考虑粘滞损耗和热传导，建立了一个适用于泡沫铝吸声性能的理论模型，分析了两种背衬（刚性和空腔）条件下，静态流阻对泡沫铝吸声性能的影响，结果表明，通过控制静态流阻的大小，可得到最佳的吸声系数?4.2纤维吸声材料模型沈岳等[4]采用多孔吸声材料圆管理论，以活性碳纤维内部微小通道为基础，建立了活性碳纤维材料的吸声理论模型，经对比分析发现，计算结果与实验数据基本一致?因此该模型是可行的，为设计和研发活性碳纤维吸声材料提供了理论依据?Berardi等采用Delany-Bazley模型，能够最准确地预测合成纤维声阻抗和传播常数定律?他们还发现将该理论吸声模型应用于天然纤维吸声材料的预测时准确性并不高，这是因为与合成吸声纤维相比，天然吸声纤维具有更不规则的截面?3.3其他材料模型刘鹏辉等采用了多孔吸声材料的圆管理论模型，具体分析了孔隙率?孔径?厚度等对多孔材料吸声性能的影响，该模型的建立对实际多孔材料的设计有着非常重要的意义?刘新金等采用了多孔吸声材料的圆管理论模型，利用声波在分层介质中的传播方程，得出不同吸声材料复合而成的多孔吸声结构吸声系数的推导计算公式，着重分析了由多孔吸声材料复合而成的双层吸声结构的吸声能力与内外层材料的厚度?孔隙率?微孔半径变化之间关系，由结果表明，分层吸声结构具有优异的吸声能力，为多层吸声材料复合结构的应用和设计提供了研究基础?4结束语吸声材料具有非常广泛的应用前景，但传统吸声材料有许多缺点，而新型吸声材料的出现在一定程度上弥补了传统吸声材料的不足。
多层复合吸声结构的制备与性能研究
Ａｂｓｒ ｔ Ａ ｅ ｉｓ ｏ ｏ ｐ ｓｔ ｈｉａ ｅ ｏ ｎ ｂ ｏ ｐ ｉｎ ｓｒ ｃｕ ｅ ｔ ｏ ｔｃ ｖｔ ａ ｅ ｔｔ ｅ ｂａ ｋ ｔ ａｃ ｓ ｒｅ ｆｃ ｍ ｏ ｉｅ ｍｕ ｌ ｙ ｒ ｓ ｕ ｄ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｗｉ ｕ ａ ｉ ｌｙ ｒ ａ ｈ ｃ ｈ ｙ ｗｅ ｅ ｒ ｐ ｒ ｄ ｙ ｏ ｏ ｎ ｉ ｇ ｈｅ ｒ ｐ ｅ ａ ｅ ｂ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ｎ ｔ ｐｅｆ ｒ ｔｄ ｌ ｔ ａ ｄ ｈ ｏｉ ａ ｅ ｐ １ ｅｈ ｌｎ ／ｓ ｖ ｎ ｈｏｅ ｏｌｗ ｒｏ ａｅ ｐ ａ ｅ ｎ ｃ ｌｒｎ ｔｄ ｏｙ ｔ ｙｅ ｅ ｅ ｅ — ｌ ｈ ｌｏ
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玻璃纤维增强复合材料的声学性能与声学分析研究
玻璃纤维增强复合材料的声学性能与声学分析研究声学性能是衡量材料在声波传播过程中表现出来的特性，如吸声性能、隔声性能等。
玻璃纤维增强复合材料（GFRP）作为一种新型材料，在许多领域具有广泛的应用前景。
本研究探讨GFRP的声学性能及其影响因素，为优化材料设计和应用提供理论依据。
1. 材料与方法本研究选用玻璃纤维增强复合材料作为实验对象，采用实验方法分析其声学性能。
实验材料为不同体积分数的玻璃纤维增强聚合物，体积分数分别为10%、20%、30%。
2. 实验设备与步骤实验设备包括声学测试装置、振动台、扫描电子显微镜等。
首先，制备不同体积分数的GFRP样品，然后进行声学性能测试。
测试过程中，采用声学测试装置测量样品的吸声系数和隔声系数，通过振动台对样品进行振动测试，分析其动态特性。
最后，利用扫描电子显微镜观察样品的微观结构。
3. 结果与讨论3.1 吸声性能实验结果表明，随着玻璃纤维体积分数的增加，GFRP样品的吸声性能先增大后减小。
当玻璃纤维体积分数为20%时，吸声系数达到最大值。
这是因为适当增加玻璃纤维含量可以提高材料的密度和刚度，从而增强声波在材料内部的传播阻力。
然而，当玻璃纤维体积分数过高时，容易导致材料内部出现空洞和缺陷，降低吸声性能。
3.2 隔声性能实验结果显示，GFRP样品的隔声性能随着玻璃纤维体积分数的增加而不断提高。
当玻璃纤维体积分数为30%时，隔声系数达到最大值。
这是因为玻璃纤维的加入可以增强材料的微观结构稳定性，提高声波在材料界面上的反射和折射，从而降低声波的传播。
3.3 动态特性振动测试结果表明，随着玻璃纤维体积分数的增加，GFRP样品的共振频率和阻尼系数均呈上升趋势。
这是因为玻璃纤维的加入可以提高材料的刚度和强度，使得材料在受到振动作用时具有更高的抵抗能力。
此外，玻璃纤维与聚合物基体的界面相互作用也会影响材料的阻尼性能。
4. 结论本研究通过对不同体积分数的玻璃纤维增强复合材料进行声学性能测试，分析了玻璃纤维含量对材料声学性能的影响。
复合材料的声学特性与应用研究
复合材料的声学特性与应用研究在现代科技的快速发展中，复合材料因其独特的性能在众多领域得到了广泛应用。
其中，复合材料的声学特性成为了一个备受关注的研究方向。
声学特性不仅影响着材料在声音传播、吸收和反射等方面的表现，还为其在声学工程、建筑设计、交通运输等领域的应用提供了重要的理论依据和技术支持。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的新型材料。
这些材料在组合后，其声学性能往往不再是各组分材料声学性能的简单叠加，而是产生了协同效应，表现出更为复杂和独特的声学特性。
从声学传播的角度来看，复合材料的声速和波长等参数会受到材料的组成、结构和密度等因素的影响。
例如，纤维增强复合材料中，纤维的取向和分布会改变声波在材料中的传播路径，从而影响声速。
同时，材料的密度不均匀性也可能导致声波的散射，进而影响声音的传播方向和强度。
在声学吸收方面，复合材料通常具有良好的吸声性能。
这是因为复合材料内部的孔隙、纤维与基体的界面以及材料的阻尼特性等都能够有效地将声波的能量转化为热能，从而实现声音的吸收。
以多孔复合材料为例，其内部的大量微小孔隙能够形成空气摩擦和热交换，将声波的能量耗散掉。
而对于含有纤维的复合材料，纤维的振动和摩擦也能够吸收部分声波能量。
复合材料的声学反射特性同样值得关注。
通过合理设计复合材料的表面结构和组成，可以实现对声波的反射控制。
例如，在一些声学屏蔽材料中，利用复合材料的高硬度和刚性表面，可以有效地反射外部的声波，降低噪声的传入。
复合材料的声学特性在实际应用中发挥着重要的作用。
在建筑领域，为了营造安静舒适的室内环境，常常使用具有良好吸声性能的复合材料作为隔音材料。
例如，在会议室、录音室等对声学环境要求较高的场所，采用吸音板、吸音棉等复合材料能够有效地吸收声音，减少回声和混响，提高声音的清晰度。
在交通运输领域，降低车辆行驶过程中的噪声对于提高乘坐舒适性和减少环境噪声污染至关重要。
汽车制造商们越来越多地使用复合材料来制造车身部件和内饰材料，以降低车辆行驶时产生的风噪、路噪和机械噪声。
天然纤维复合材料
天然纤维复合材料天然纤维复合材料是一种由天然纤维和树脂等多种材料组成的复合材料，具有轻质、高强度、环保等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
本文将从天然纤维复合材料的定义、特点、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
天然纤维复合材料是指以天然植物纤维（如木质纤维、麻类纤维、棉类纤维等）为增强材料，与树脂基体材料（如环氧树脂、酚醛树脂等）进行复合加工而成的一种新型材料。
与传统的玻璃纤维、碳纤维复合材料相比，天然纤维复合材料具有重量轻、成本低、资源丰富、易回收等优点，符合现代社会对环保、可持续发展的要求。
天然纤维复合材料的特点主要包括轻质高强、吸声隔热、抗冲击、易加工等。
由于天然纤维本身具有较高的拉伸强度和模量，因此制成的复合材料具有较高的强度和刚度，能够满足不同领域对材料强度的要求。
同时，天然纤维复合材料还具有良好的吸声隔热性能，能够有效减缓声波传播和热量传递，适用于建筑材料、汽车内饰等领域。
此外，天然纤维复合材料还具有良好的抗冲击性能，能够有效吸收冲击能量，保护设备和人员的安全。
与此同时，天然纤维复合材料还具有良好的加工性能，可以通过成型、注塑、压制等工艺制成不同形状的制品，满足不同领域的需求。
天然纤维复合材料在航空航天、汽车制造、建筑材料、家具制造等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，天然纤维复合材料由于其轻质高强的特点，被广泛应用于飞机机身、内饰件、螺旋桨等部件的制造，能够有效降低飞行器的自重，提高飞行器的燃油效率。
在汽车制造领域，天然纤维复合材料被用于汽车车身、内饰件、车门等部件的制造，能够降低汽车整车重量，提高汽车的燃油经济性。
在建筑材料领域，天然纤维复合材料被用于地板、墙板、天花板等建筑材料的制造，能够提高建筑材料的强度和隔热性能。
在家具制造领域，天然纤维复合材料被用于家具的制造，能够生产出轻质、环保的家具产品。
未来，随着环保意识的不断提高和技术的不断进步，天然纤维复合材料将会迎来更广阔的发展空间。
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天然纤维增强复合材料吸声性能研究A coustical Studies of N atural Fiber Reinforced Com posites罗业,李岩(同济大学航空航天与力学学院,上海200092)LU O Ye,LI Yan(School of Aerospace Eng ineer ing and Applied M echanics,T ongji U niv ersity,Shang hai200092,China)摘要:采用热压成型法制备天然纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构,利用双传声器阻抗管进行吸声性能测试,并与合成纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构进行对比。
结果表明:与合成纤维增强复合材料层合板相比,天然纤维增强复合材料层合板虽然具有更优异的吸声性能,但是仍不能满足吸声材料的要求,需通过材料设计进一步提高这种材料的吸声性能。
而天然纤维增强蜂窝夹芯结构具有优异的吸声性能,吸声系数峰值高达014,可以被用作吸声材料。
关键词:天然纤维;吸声系数;表面阻抗;阻抗匹配中图分类号:T B332文献标识码:A文章编号:1001-4381(2010)04-0051-04Abstract:T he natur al fiber reinforced co mposite lam inates and ho neycomb sandw ich str uctures w ere prepared by hot press.Acoustic properties w er e tested w ith the aid of tw o-micropho ne impedance tube and co mpared w ith synthetic fiber reinforced co mposite counterparts.T he results show ed that natural fiber reinforced composites laminates had better acoustic pr operties than their synthetic counterparts, but still failed to reach the requir em ents as acoustic mater ials.Proper materials desig n is needed to further improve the aco ustic pro perties of natur al fiber r einfor ced composite laminates.While,natural fiber based honeycomb sandw ich str uctures had go od acoustical pro perties,w ith its peak sound absorp-tion coefficient appr oaching0.4,and thus co uld be used as acoustic materials.Key words:natur al fiber;sound absor ption coefficient;surface impedance;impedance matching噪声污染已成为当代世界性的问题,同水污染和大气污染一起被列为全球三大污染[1]。
随着工业、农业、交通运输业的发展,噪声污染日趋严重,已经成为越来越严重的社会问题。
而噪声对人们的休息、学习和工作的影响以及对身心健康的危害,日益为人们所认识和关注。
为此,各行各业在住宅、学校、工厂、交通工具以及城市环境等方面都建立起噪声的限制标准,而噪声控制技术也随之得到了飞速的发展。
噪声的控制分为三种途径[2]:在声源处降低噪声幅值;在声波传播途径中阻隔、吸收声能;在声音接收点采取保护措施,减少噪声影响。
而实际应用中,最有效的噪声控制就是通过吸声材料来达到降噪的效果。
天然纤维由于比强度高、比模量高、价格低廉、可回收、可降解、可再生、绿色环保等特性而作为增强体在复合材料中得到广泛应用[3]。
其织物、非织造布作为吸声材料也备受科学家和研究者的青睐[4-8],M ul-l er和Krobjlow ski通过Alpha-cabin和双传声器阻抗管研究了棉制绒头织物的吸声性能,发现了其优良的吸声性能[4];Parikh等[5]发现天然纤维针织毡能够有效降低汽车内噪音;张辉等[8]选用大麻、涤纶和棉纱线织造了不同规格的织物,分析了织物紧度、组织和化学试剂对大麻织物吸声系数的影响。
而对于天然纤维增强复合材料的吸声性能却报道较少。
本工作着眼于绿色环保吸声材料的研制,以天然纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构为对象,研究了其吸声性能,并和传统的合成纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构进行比较,分析了其在吸声降噪领域的应用前景。
1实验1.1实验材料选用江西井竹麻业有限公司生产的平纹编织苎麻布,浙江宏成纺织整理有限公司生产的平纹编织黄麻布,常州天马集团公司生产的平纹编织玻璃纤维布以及上海怡昌碳纤维材料有限公司生产的平纹编织炭纤维布作为增强材料。
层合板树脂基体采用Cytec 公司生产的6070酚醛树脂。
蜂窝夹芯结构树脂基体来自上海科拉斯复合材料有限公司生产的乙烯基聚酯(聚酯B 固化剂B 促进剂=100B 2B 1.5)。
纸蜂窝来自美国H ex cel 公司。
1.2 试样制备分别采用苎麻纤维、黄麻纤维、玻璃纤维以及炭纤维织物作为增强材料,酚醛树脂作为层合板基体材料,乙烯基聚酯作为蜂窝夹芯结构树脂基体,纸蜂窝作为芯层材料,利用热压成型法分别进行了复合材料层合板以及蜂窝夹芯结构的制备。
1.3 吸声性能测试根据AST M E )1050测试标准[9],采用传递函数法进行吸声性能测试,如图1所示。
此测试方法将试样置于阻抗管一端,利用固定在阻抗管另一端的信号发生器发出宽带信号,通过采集传声器的声压信号,得到总声场的传递函数HH =p 2p 1(1)式中:p 1,p 2分别为1号传声器(M ic.1)和2号传声器(M ic.2)处所测得的反射声压。
而试样表面的复反射系数R 为R =(H -e -jkse jks-H)e 2k(l+s)(2)式中:k 为波数;s 为传声器之间的距离;l 为1号传声器(M ic.1)到试样表面的距离。
这样,就可以得到声波垂直入射时材料的吸声系数AA =1-R2(3)和声阻抗比zQ cz Q c =1+R1-R(4)式中:z ,Q c分别为材料和空气的特征阻抗。
图1 AST M E )1050双传声器阻抗管Fig.1 The tw o -microph on e impedance tu befor AST M E )1050选用4206A 型双传声器阻抗测量管测量材料的吸声性能,测量管内径为100m m,测试频率范围为50~1600H z,试样如图2所示。
2 结果与讨论2.1 层合板吸声性能图3,4分别是厚度为3mm 的四种纤维增强复合材料层合板的吸声系数频率谱和在250,500,1000,1500H z 频率下的吸声系数。
可以看出,四种纤维增强复合材料层合板均在400H z 频率附近出现较为明显的吸声峰值。
这可能与酚醛树脂分子链段单键内旋转,运动滑移产生内摩擦而消耗外部能量有关[10]。
而经过比较发现,天然纤维(苎麻或黄麻)增强复合材料层合板较合成纤维(玻璃纤维或炭纤维)增强复合材料层合板具有更为优异的吸声性能,而且在高频范围的优势更为明显。
四种纤维增强复合材料层合板的吸声系数大小顺序按增强材料排序为苎麻纤维>黄麻纤维>玻璃纤维>炭纤维。
通常,工程上把吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。
可以看出,不论是合成纤维增强复合材料层合板还是天然纤维增强复合材料层合板都不能达到吸声材料的标准。
吸声材料的表面阻抗是影响材料吸声性能的主要因素之一[11]。
四种纤维增强复合材料层合板的表面图2 吸声性能测试试样 (a)层合板;(b )蜂窝夹芯结构Fig.2 Specimens for acoustic test (a)laminates;(b)h on eycomb sandw ich es图3 四种纤维增强复合材料层合板吸声系数频率谱Fig.3 Abs or ption coefficient of four kind s of fiber reinforcedcomposite laminates v er sus frequ ency阻抗比如图5所示。
声阻抗比的实部和虚部为材料的声阻比和声抗比,分别反映材料的声耗散能力和声反射能力[12]。
从图5(a)中可以看出,苎麻纤维增强复合材料在全频率段都具有较优异的声耗散性能。
但是由于其在频率段500~1000H z 声抗比远远偏离零点(见图5(b)),材料表面阻抗与空气的特征阻抗不匹配,因此表现为声反射较大,声波难以进入材料内部,使得其优异的声耗散性能在1000H z 以后才得以体现(见图3)。
而对于黄麻纤维增强复合材料,虽然其声耗散性能并不突出,但是由于其声抗比更接近零值,声反射较小,因此也具有较好的吸声性能。
这同时也表明,材图4 四种纤维增强复合材料层合板在不同频率下的吸声系数Fig.4 Abs orption coefficient of four kin ds of fiber reinforcedcom posite laminates at different fr equency图5 四种纤维增强复合材料层合板的表面阻抗比 (a)实部;(b)虚部Fig.5 S urface impedance ratio of four kin ds of fib er reinforced composite laminates (a)real part;(b)im aginary part料的吸声性能由声耗散和声反射性能共同作用而决定的。
2.2 蜂窝夹芯结构的吸声性能夹芯结构通常具有良好的吸声性能[7]。
因此,本工作又以蜂窝夹芯结构为对象,采用纸蜂窝作为芯层材料,苎麻纤维或玻璃纤维增强材料作为面板材料,研究了蜂窝夹芯结构的吸声性能。
图6为玻璃纤维和苎麻纤维增强蜂窝夹芯结构的吸声系数频率谱。
可以看出,苎麻纤维增强蜂窝夹芯结构在全频率段都具有良好的吸声性能,吸声系数峰值高达0.4。
图7为苎麻纤维和玻璃纤维增强蜂窝夹芯结构的表面阻抗比。
可以看出,苎麻纤维增强蜂窝夹芯结构图6 玻璃纤维和苎麻纤维增强蜂窝夹芯结构的吸声系数频率谱Fig.6 Absorption coefficien t of glass fiber and ramie fib erbased honeycomb sandw iches v ersus frequency图7玻璃纤维和苎麻纤维增强蜂窝夹芯结构的表面阻抗比(a)实部;(b)虚部Fig.7S urface impedance ratio of glass and ramie fiber based h on eycom b s andw iches(a)real part;(b)im aginary part的声耗散和声反射性能都优于玻璃纤维增强蜂窝夹芯结构。