金属材料护面板吸声特性的试验分析
纤维多孔金属材料吸声性能文献阅读综述
丝径对不同温度下金属纤维板吸声性能的影响
• 为了分析不同温度条件下丝径对多孔金属材料吸声性能的影响，图 8 给出了 500℃环境下 相同 材料厚度（25mm）、相同孔隙率（90%）、不同丝径的金属纤维板的吸声系数。由 图可知，在 400Hz 到 2000Hz 频率范围内，吸声系数会随着丝径增大而增大。这是因为 在相同体积和相同孔隙率的条件 下，丝径较大的材料内表面积较小，流阻也因此变小。流 阻减小，从而声阻率比减小，因此声吸收 也就增大。在 600Hz-1200Hz 段出现的小丝径 吸声实验数值增大现象，这是因为丝径小的材料刚性稍 差，在实际测量过程中材料会发生 了声振耦合，因此增加了能量的吸收，导致实测数值增大。图中 可见，理论计算值与实测 结果也是基本一致。
基础理论
• 由吸声理论[4]可知，材料吸声系数与材料特性阻抗Zc、复波数k及表面声 阻抗Zf有关。
• Zc、k及Zf及吸声系数A表达式为：
• 式中，ρe为有效密度，Ke为有效体积压缩模量，k为复波数，Zf为表面声 阻抗，Z0为空气特性阻抗，d 为吸声材料的厚度。因此，只有能够得到材 料的有效密度以及有效压缩模量，就可以获得材料的吸声系数。
参考文献
• [1] 过增元，热流体学，清华大学出版社，1992 • [2] 张波，陈天宁，冯凯，陈花玲，烧结金属纤维多孔材料的高温吸声性能，
西安交通大学学报（42）2008，1327-133 • [3] 詹佑邦,热学．华东师范大学出版社，2000
纤维多孔金属材料吸 声性能文献阅读综述
马凌宇
摘 要：
• 研究了温度与气体参数之间的关系，得到高温条件下温度与吸声性能之间 的关系。通过实验测试，获得了具有不同声学参数的金属纤维板在不同环 境温度下的表面声阻抗及吸声系数，研究了温度对其吸声性能的影响规律。 理论结果与实验结果基本吻合，证明了理论分析的合理性。
微粒金属吸声板在声屏障中的应用研究
微粒金属吸声板在声屏障中的应用研究摘要：随着城市环境噪声污染防治需求的不断增加，交通产生的噪音也受到了高度重视，声屏障作为有效降低噪声的措施在越来越多的地方得到了应用，使用不同吸声材料的声屏障板吸声性能不同，本文结合某城市轨道交通全封闭声屏障实例，对比分析了不同吸声材料在声学性能、理化性能及运营维护等方面的区别，重点探究了微粒金属吸声板在全封闭声屏障的应用情况，以期为类似工程提供参考。
关键词：声屏障吸声板微粒吸声材料1微粒吸声材料简介微粒吸声材料精选特定目数的无机颗粒如天然砂粒、矿渣颗粒等，将胶凝溶剂，均匀且极薄地覆盖于全部微粒表面，形成特定角形系数的覆膜微粒。
该微粒在外力作用下，覆膜层固化，使微小颗粒就像被焊接一样聚合在一起，微粒之间天然地形成了大量的、不规则的、相互连通的微小孔隙。
在聚合工艺中，微粒粒径级配比与聚合方式均可精确地调控，进而确定了内部孔隙的大小及排列方式，由此可以根据实际需求进行自定义设计并制作不同声学特性的降噪产品。
该工艺生产的产品强度高、防火、防潮、抗冻、耐老化，而且工艺中采用绿色胶凝材料，使得聚合微粒产品无任何有害挥发物，是绿色环保的声学材料。
2微粒声屏障相关技术参数a．规格：1960×500×80～120mm；b．面密度：小于40kg/㎡；c．隔声量：≥30dB（A）；d．降噪性能：≥0.8e．抗冲击性能：30J落锤试验合格；f．抗风压性能：±4000Pa风压试验合格；g．抗弯承载：7KPa未见断裂；h．抗疲劳：400万次循环试验合格。
i．燃烧性能：A级3声屏障相关参数对比表根据目前国内常见的声屏障吸声材料，对比分析了几种不同吸声材料声屏障的性能，具体如下：4 微粒吸声材料的声学性能（1）微粒板属于硬质吸声材料，在列车通过时的正负气压的挤压以及雨水作用不会出现塌陷，保证微粒模块的声学性能。
（2）研究表明微粒板具有多孔材料（如玻璃棉、岩棉、三聚氰胺、通孔泡沫铝等）和微穿孔板的双重吸声机理。
铁的吸声系数
铁的吸声系数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：铁的吸声系数是指铁材料在一定频率范围内对声音的吸收能力。
在很多应用场景中，我们希望能够减小噪音对环境和人体的影响，所以需要了解铁的吸声系数以选择合适的材料进行隔音处理。
本文将介绍铁的吸声特性及其影响因素，并探讨如何提高铁的吸声效果。
一、铁的吸声特性一般来说，铁的吸声系数随频率的增加而增加。
在低频率范围内，铁的吸声系数比较低，主要是因为铁是一种金属材料，对低频声音的吸收能力较弱。
随着频率的增加，铁的表面形成了越来越多的界面，这些界面对高频声音的吸收起着重要作用，所以铁的吸声系数会逐渐增加。
铁的吸声系数还受到材料厚度、表面处理等因素的影响。
一般来说，铁的厚度越大，吸声系数越高。
这是因为厚度较大的铁材料含有更多的界面，能够更有效地吸收声波。
表面处理也会影响铁的吸声效果。
表面粗糙的铁材料比表面光滑的铁材料吸声效果更好，因为表面粗糙度可以增加声波与材料之间的阻抗匹配。
二、提高铁的吸声效果的方法1. 添加吸声材料：在铁的表面覆盖一层吸声材料，如吸声泡沫、吸声棉等。
这些吸声材料能够有效地吸收声波，提高铁的吸声效果。
2. 增加铁的厚度：选择较厚的铁材料可以增加界面的数量，提高吸声系数。
3. 改善铁的表面处理：对铁的表面进行粗糙处理，可以增加声波与材料的接触面积，提高吸声效果。
4. 使用复合材料：将铁与吸声材料结合使用，可以充分发挥两者的优势，提高整体吸声效果。
5. 调节铁的结构：通过改变铁的结构，如添加微孔、凸起等，可以增加声波与材料间的反射和散射，提高吸声效果。
铁的吸声系数是影响铁材料吸声效果的重要参数，了解铁的吸声特性及其影响因素对于选择合适的隔音材料具有重要意义。
通过采取适当的方法，可以有效提高铁的吸声效果，减小噪音对环境和人体的影响，保护人们的健康和生活质量。
【本文共计700字左右】铁的吸声系数实际影响着我们日常生活中的许多方面。
例如在建筑领域中，隔声板、隔墙和隔音窗等隔音设备往往采用铁材料作为主要材质，以达到减少噪音传播的效果。
烧结金属纤维多孔材料的高温吸声性能
万方数据西安交通大学学报第４２卷高温（大于７００℃）、高声压级（小于１４０ｄＢ）及强气流（来流马赫数小于０．１）等极端环境下应用，是一种具有良好发展前途的吸声材料．目前，针对轻质多孔金属材料的吸声性能研究，大都是在常温和常压条件下进行的［１｛］，而材料在高温条件下的吸声性能研究则非常匮乏．本文以烧结金属（３１６Ｉ。
）纤维多孑Ｌ材料为研究对象，通过理论分析和实验测试，重点研究了温度场和温度梯度场对多孑Ｌ金属材料吸声性能的影响，从而为多孑Ｌ金属材料在极端环境下的工程应用提供了理论依据．１高温吸声性能的理论分析１．１控制方程在对大多数开孑Ｌ泡沫类及纤维类多孔材料进行吸声性能理论分析时，通常是将材料中的孔简化为圆柱孑Ｌ处理［６］后，再根据实际材料的孔结构相对等效圆柱孔的偏离程度进行各种修正，使得修正后的理论模型能够刻画实际多孔材料的吸声性能．考虑到烧结金属纤维多孔材料微结构的复杂性（见图１），本文仍沿用基于圆柱孑Ｌ的分析方法，首先（ａ）局部表面（ｂ）截面图ｌ烧结金属纤维多孔材料的形貌考虑无限长圆柱孑Ｌ（由于轴对称，只考虑径向，．和轴向２的变化），其孑Ｌ壁刚性、热容及导热系数均高于空气（可认为是等温孑Ｌ壁）．假定孔半径Ｒ远小于声波波长，远大于气体分子的平均自由程（满足Ｒ＞１０～ｃｍ），声波为２向传播的平面波，则媒质点处的压力、质点速度、温度及密度可近似表示为Ｐ７（２，￡）＝Ｐｏ（ｚ）＋Ｒｅ（声（２）ｅ“‘）（１）ｕ（ｒ，ｚ，￡）＝Ｒｅ（（“，（，．，ｚ）＋Ｕ：（ｒ，ｚ）Ｚ）ｅ“７）（２）ｒ（ｒ，２）一Ｔｏ（ｚ）＋Ｒｅ（Ｔ（ｒ，ｚ）一‘）（３）∥（，－，ｚ，￡）一ｐｏ（ｚ）＋Ｒｅ（ｐ（ｒ，ｚ）ｅｂ７）（４）式中：ｐｏ（ｚ）、Ｔｏ（ｚ）、Ｐ。
（ｚ）分别表示平衡态密度、温度和压力；ｐ（ｒ，２）、Ｔ（ｒ，２）、Ｐ（ｚ）则表示相应的逾量变化；蜥（ｒ，２）及“：（ｒ，ｚ）分别为质点径向速度向量和轴向速度分量．当考虑材料处于轴向温度梯度场的作用时，丁０将沿ｚ向变化，此时气体动力黏度叩、密度ｌＤ、绝热声速ｆ。
开孔泡沫铝无规则入射的吸声性能研究
开孔泡沫铝无规则入射的吸声性能研究
盖晓玲;陈祥;徐颖;刘磊;蔡泽农;赵佳美
【期刊名称】《声学技术》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】通过混响室对不同厚度的开孔泡沫铝在不同背腔深度下的吸声性能进行测试,获得了不同厚度的泡沫铝板在不同腔深下的吸声系数。
研究表明在频率低于630 Hz时,不同厚度泡沫铝板的吸声系数随着背腔深度的增加逐渐提高。
在
630~5 000 Hz频率范围内,当泡沫铝材料的厚度大于4 mm,背腔深度大于40 mm时,不同厚度泡沫铝板的吸声系数均大于0.6。
计算了不同厚度的开孔泡沫铝材料在不同背腔条件下的降噪系数,为泡沫铝材料的实际工程应用提供参数选择。
【总页数】4页(P249-252)
【作者】盖晓玲;陈祥;徐颖;刘磊;蔡泽农;赵佳美
【作者单位】北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所;清华大学材料学院;西北工业大学航海学院
【正文语种】中文
【中图分类】O429
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1.孔排列及孔径对闭孔泡沫铝吸声性能的影响
2.开孔泡沫铝水下吸声性能实验
3.添加造孔剂法制备开孔泡沫铝及其性能研究
4.孔结构对通孔泡沫铝水声吸声性能的影响
5.开孔泡沫铝的压缩及吸声性能研究
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金属冶炼中的金属材料的阻尼与吸音性
研究轻质、高强度的阻尼材料，以减轻结构重量并提高能源利用 效率。
多功能复合材料
开发兼具阻尼、吸音、防腐、耐热等多功能的复合金属材料。
阻尼与吸音性能的优化
材料微观结构调控
通过调整材料的微观结构，如晶粒尺寸、相组成等， 以实现阻尼与吸音性能的优化。
表面处理技术
研究表面涂层、表面改性等处理技术，以提高金属材 料的阻尼与吸音性能。
不同金属材料的原子间相互作用力和晶格结构不同，导致 其阻尼性能存在差异。例如，铜、铝、钢铁等常用金属的 阻尼性能各有特点。
温度
金属材料的阻尼性能随温度变化而变化。在一定温度范围 内，金属的阻尼性能随温度升高而增强。
应变速率
金属材料的阻尼性能与应变速率相关。在一定应变速率范 围内，金属的阻尼性能随应变速率的增加而增强。
PART 04
阻尼与吸音性在金属材料 中的应用
阻尼材料的应用
01
减震降噪
阻尼材料能够吸收和分散冲击能 量，减少机械振动和噪音的传播 。
02
03
提高结构稳定性
工业应用
通过抑制共振和振动，阻尼材料 可以增强金属结构的稳定性，提 高其使用寿命。
阻尼材料广泛应用于各种工业领 域，如汽车、航空航天、船舶和 机械设备制造等。
吸音材料的应用
声学环境改善
吸音材料能够吸收和散射声音， 降低室内噪音水平，提供更舒适 的环境。
声学设计
在建筑和音响工程领域，吸音材 料用于改善音质、防止回声和消 除噪音干扰。
录音室和演播室应
用
吸音材料广泛应用于录音室、演 播室和其他需要高质量声音环境 的场所。
在建筑和汽车行业的应用
建筑隔音
01
阻尼材料用于建筑结构的隔音设计，如墙体、楼板和门窗等部
影响吸声材料吸声性能的因素
影响吸声材料吸声性能的因素天津柱杞隔音，吸音材料的性能分析和影响因素！影响吸声材料吸声性能的几个因素多孔吸声材料对高频声吸声效果好，而对低频声效果较差，这是因为多孔材料的孔隙尺寸与高频声波的波长相近所致。
要想展宽多孔吸声材料的吸声带宽，提高材料的吸声效果，要从材料的内在因素和使用中的安装与构造两方面去考虑.多孔材料的吸声性能，主要受材料的流阻、孔隙率、结构因子、厚度、堆密度、材料背后的空气层、材料表面的装饰处理以及使用的外部条件等的影响，在使用中要注意扬长避短。
1.材料的流阻它是多孔吸声材料本身透气性的物理参数当声波引起空气振动时，有微量空气在多孔材料的孔隙中通过，这时材料两面的静压差与气流线速度之比，即为材料的流阻，单位是kg/(m3·s)。
流阻的大小，一般与材料内部微孔多少、大小、互相连通的程度等因素有关，它对材料吸声性能的影响有着重要作用。
对于一定厚的多孔材料有一个相应合理的流阻值，过低或过高的流阻值吸声系数都不是最佳。
因此通过控制材料的流阻可以调整材料的吸声性能。
一般薄而稀疏的材料流阻很低;吸声就差，而闭孔的轻质的多孔材料流阻很高，吸声作用很小，甚至没有。
2.孔除率孔隙率是指多孔材料的空气体积与材料总体积之比，常用百分数表示。
一般多孔吸声材料的孔隙率高达70，有些甚至达90%左右。
同时要求这些孔隙尽可能细小而且均匀分布，这样材料内的筋络比表面积会大，有利于声能的吸收。
3.结构因子结构因子是多孔材料吸声理论中为修正毛细管理论而导入的系数。
它表示多孔材料中孔的形状及其方向性分布的不规则情况，在多孔材料吸声作用的理论研究中，将材料间晾作为毛细管沿厚度方向纵向排列的模型，但实际上多孔材料的间隙形状和排列是很复杂的，为了使理论和实际相符合，考虑一项修正系数，这就是结构因子二通常其数值一般在2-10范围内;偶尔也会达到25.玻璃棉为2-4木丝板为3-6，柱杞聚酯吸音棉为5-10,聚氨醋泡沫为2-8,微孔吸声砖6-20.4、材料厚度的影响同一种材料厚度一定，在低频范围吸声系数相对较低，随频率的增加而迅速提高，到高频范围起伏不明显，但随材再厚度加大，高频吸收增加不明显，只是低频吸声系数加大多孔材料吸声特性随厚度变化。
金属纤维护面板结构吸声特性的试验分析
金属纤维护面板结构吸声特性的试验分析
马建敏
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】1999(000)005
【摘要】通过用驻波管法分别对金属纤维厚度的吸声系数，护面板在不同穿孔率时的吸声系数和金属纤维加护面板结构吸声系数的测试分析表明，金属纤维不但是一种吸声性能优良的新型吸声材料，尤其中高频性能更优，而且抗恶劣工作条件能力较强。
采用穿孔护以的金属纤维吸声结构，不但可以提高金属纤维材料和寿命，而且可进一步提高低频吸声能力。
【总页数】1页(P37)
【作者】马建敏
【作者单位】西安理工大学理学院;西安交通大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB535.1
【相关文献】
1.流场中填充吸声材料夹层板结构的声振耦合特性 [J], 宁少武;史治宇;李晓松
2.倾斜微穿孔板结构的吸声特性研究 [J], 宁景锋;赵桂平
3.金属纤维材料的吸声特性及应用研究 [J], 张燕
4.金属纤维材料吸声特性的试验研究 [J], 马建敏;催喆;吕景林
5.金属纤维材料的吸声特性 [J], 李献伟;程耀东;潘家强
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多孔金属材料高温吸声性能测试及研究
第 5 期
孙富贵, 等: 多孔金 属材料高温吸声性能测试及研究
5 03
B2 =
Pr =
cp # ∃
( 7)
式中 cp 为定压比热, ∃为空气热传导系数, # 为空 气黏滞系数。
刚性背面条件下的声阻抗表达式为
Zf = - jZccot kd
( 8)
式中 d 为材料厚度。
Z0 =
为确保温度均匀, 先于测量前保温 3 小时, 保温 过程中进行的温度调节极小。图 3 是阻抗管内轴线 上的温度分布。其中测温坐标如图2( a) 所示, 图中所 测最大温度偏差为 20 度左右, 由于温度基数较大, 因此可以认为其在轴向是均匀的。本文所测为 240 至 861 mm 段温度, 根据结果可知温度均匀性很好。 本文所设计声管的直径仅为100 m m, 远小于轴向温 度均匀性测量里所取的位置距离, 因此可以认为声 管截面上的温度也是很均匀的。
0 c0
( 9)
式中 0 为空气密度, c0= 343. 2 T / 293为空气中 的声速, T 为绝对温度。
由上面各式可知, 若获得高温条件下流阻、比热 比、空气密度与 Prandt l 数, 就可获得温度与各声学 参数的关系, 进而获得高温下的吸声系数。
1. 2 温度的影响
为了获得温度与流阻之间的关系, 本文假设多
而可以得到吸声系数。
2 多孔金属材料高温吸声性能测试装 置
根据实际情况, 本文在测试装置设计上采用阻 抗管法中的传递函数法。该方法所需要的试件面积 小, 安装测量方便, 并且测量精度可以满足科学研究 要求, 因此可以大幅度地提高工作效率。
2. 1 传递函数法吸声系数测量原理
目前应用较为成熟的是Chung 与Blaser 提出的 双传声器传递函数法[ 6, 7] , 其测量原理如图 1 所示。 传 递函数法的基础是声波正入射条件下反射系数r
基于Johnson_Allard模型的金属橡胶材料吸声性能研究(李一峰; 洪杰; 马艳红;北航)
基于Johnson-Allard模型的金属橡胶材料吸声性能研究李一峰 洪 杰 马艳红(北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京,100191)摘要:金属橡胶是一种由金属丝制成的新型材料,具有良好的环境适应性与制造工艺性,在振动与噪声抑制方面有着广阔的应用前景。
本文基于刚性骨架多孔材料内流吸声Jo hnso n-A llar d模型,对金属橡胶进行了吸声性能理论推导,得到了金属橡胶的可设计参数——材料参数(孔隙率、丝径)、结构参数(厚度、空腔深度)与吸声性能的关系,通过数值计算讨论了材料参数、结构参数对吸声性能的影响规律。
本文研究为金属橡胶用于吸声设计奠定了基础。
关键词:金属橡胶(M etal Rubber,M R);吸声;刚性骨架引 言随着航空工业的蓬勃发展,飞机噪声污染问题越发凸现出来。
一方面,航空噪声污染生存环境,降低人们生活质量。
另一方面,为提高飞机的隐身性能和战斗能力,必然要求降低飞机自身的噪声辐射。
所以减振降噪是在航空工业中必要关注的问题[1]。
金属橡胶(M etal Rubber,M R)作为一种新型的多孔材料,由金属丝经过选丝、绕丝、拉伸、编织和模压成型等工艺过程制作而成,不但可以吸声降噪,而且可以依靠金属丝间的相对滑移产生干摩擦耗散能量,减小机械振动,另外它还具有重量轻、环境适应性强、耐高低温、不老化、孔隙度可控、易于制成各种复杂的形状等优良特性[2]。
因此,对金属橡胶吸声特性进行系统的研究具有重要意义。
1 金属橡胶材料吸声理论与分析1.1 金属橡胶材料吸声性能理论计算 吸声系数和入射声阻抗是表示金属橡胶材料吸声性能的参数。
入射声能E i被反射的一部分能量E r,被吸收的能量E a,则吸声系数为:位置x处的声阻抗率Z s(x)是波阵面上的声压p(x)与质点速度u(x)的比。
在无限媒质中,Z s(x)应该与x无关,是材料的一个常数,称为介质的特性阻抗,是介质的固有特性,用Z c表示。
烧结金属纤维材料吸声性能优化研究
收稿日期：2009－07－17基金项目：国家重大基础研究规划项目（2006CB601204）；国家自然科学基金重点项目（10632060）；宁夏高等学校科学研究项目（2007）作者简介：张波（1973—）,男，副教授，主要从事振动力学、机床动力学、物理声学研究.*通信联系人：陈天宁（1957—），男，教授，博士生导师，主要从事振动与噪声研究；E -mail:tnchen@.宁夏工程技术Ningxia Engineering Technology Vol．8No．3Sep ．2009第8卷第3期2009年9月文章编号：1671－7244（2009）03－0208－05金属纤维(板)是一种烧结型的多孔金属材料，是一种兼具功能和结构双重属性的新型工程材料.与传统非金属多孔材料相比，烧结型金属纤维材料（图1）潜在的应用范围也十分广泛，尤其适合于在高温、火焰、高声强、高气流马赫数流动及潮湿等恶劣环境下使用[1-3]，如航空涡扇发动机进气、排气道消声衬垫、火炮发射爆炸波吸收及导弹发射井减振降噪装置等.另外，烧结型金属纤维材料具有千变万化的微结构，不同的微结构对材料物理特性有显著影响.而且，通过调整金属纤维丝径、纤维间距、材料平均孔径分布、静流阻率及孔隙率等声学参数可在一定范围内变化.因此，具有良好的可设计性，可以根据不同应用需求在制备前进行优化设计.有鉴于此，本文将以西北有色金属研究院制备的烧结型不锈钢纤维材料(以下简称“金属纤维”)为研究对象，对该类金属纤维多孔材料的声吸收特性进行优化计算，从而为烧结金属纤维材料的工程应用提供参考.1烧结金属纤维材料吸声性能优化模型1.1材料吸声性能理论计算模型本文多孔材料吸声性能采用刚性骨架等效流体Johnson-Champoux-Allard 模型,具体包括[4-5]:ρeff （ω）=α∞ρ01+σ0准j ωρ0α∞G J （ω22），(1)G J （ω）=1+4j α∞2ηρ0ωσ20Λ2准2221/2，(2)K eff （ω）=γP 0γ-（γ-1）1+8ηj Λ′2B 2ωρ01+j ρ0ωB 2Λ′2221/222-1，(3)Λ=1c8α∞ησ0准221/2，(4)Λ′=1c ′8α∞η0221/2.(5)上述公式中，ρeff （ω）为流体复密度；α∞为材料的曲折因子；σ0为材料静流阻率；准为材料孔隙率；j =-1姨；ω为声波角频率；ρ0为气体平衡态密度；l 为材料厚度；η为气体动力黏度；B 2为气体普朗特数；空气取0.7，K eff （ω）为流体复体积模量；γ为气体比热比；空气取1.4，P 0为气体平衡态压力；Λ为材料的烧结金属纤维材料吸声性能优化研究张波1，2，陈天宁2*（1.宁夏大学机械工程学院，宁夏银川750021；2.西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049）摘要：以烧结金属纤维多孔材料为研究对象，构造了2种具有宽频吸声特点的优化目标函数Obj1和Obj2，并分析和讨论了各自的特点.最后采用模拟退火遗传算法和序列二次规划法对烧结金属纤维材料的吸声性能进行了优化.通过优化计算，获得了不同厚度烧结金属纤维材料获得最优宽频吸声性能时的材料孔隙率、曲折度因子、静流阻率以及静流阻等宏观声学参数的变化规律，从而为烧结金属纤维材料的工程应用提供参考依据.关键词：烧结金属纤维；吸声性能;优化中图分类号：TG502文献标志码：A图1烧结不锈钢纤维表面(a)及25μm 拉拔不锈钢纤维丝(b)电镜照片(a)(b)粘性长度；Λ′为热特征长度；c 为截面形状因子；c ′为尺度因子.1.2优化目标函数吸声性能优化时需要根据具体问题构造合适的目标函数，一般要求构造的优化目标函数值最小时吸声性能达到最优或较优.由于材料吸声性能与频率有关，因此，什么样的吸声性能才算最优，往往没有严格、通用的量化要求.在缺乏明确的频带性能要求情况下，实际工程中一般采用平均吸声系数(MeanAbsorption Coefficient,简称“MAC ”)来反映材料总体吸声性能，或降噪系数(Noise Reduce Coefficient,简称“NRC ”)，粗略评价材料在语音频率范围内的吸声性能，通常，材料NRC ≥0.2时才被认为是吸声材料[6].相比较而言，NRC 更侧重于对材料低频吸声性能的要求[6-7].由于NRC 及MAC 指标只是通过有限频率点处的信息量(吸声系数)来度量材料的吸声性能，对于具有宽频吸声特点的多层组合烧结金属纤维材料而言，通过NRC 和MAC 构造优化目标函数尚不是最佳选择.本文经分析后认为，采用如下形式构造的优化目标函数则特别适合于多孔金属纤维材料及其多层组合吸声结构的宽频吸声性能优化，且易于实现.考虑到所关心频率范围（f 1，f 2）内的反射声能量曲线│R │2，当材料达到最优吸声性能时，应满足反射声能量曲线│R │2与频率范围（f 1，f 2）所围成的面积最小，换言之，要求所研究频率范围内的反射回自由空气中的声能量最小，被材料吸收的声能量最多，即F =f 2f 1乙│R │2d f ，(6)│R │2=Z f （b ）-Z 02Z f （b）+Z 02.(7)式(6)与式(7)中，F 为目标函数；b =[f i ，σ0i ，l i ，准i ，α∞i ，Λi ，Λi ′]；Z f （b）为材料表面法向声阻抗率.此外，当需要某一频率段上的反射声能按照期望值调整时，可进一步在目标函数中乘以相应的加权系数w （f ），此时，目标函数的形式变为：F =f 2f 1乙w （f ）│R │2d f .(8)这样，烧结金属纤维材料优化模型即为min（F ）s.t .3i =1Σl i =L hΛi ≤Λi ′，i =1，2，3b min ≤b ≤b max≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤.(9)优化模型中材料吸声性能计算采用式(1)至式(5)，优化变量有材料厚度l i 、孔隙率准i 、静流阻率σ0i 、曲折度α∞i 、粘性特征长度Λi 和热特征长度Λi ′,对于单层材料i =1、双层材料i =2、3层材料i =3，优化变量个数依次为6,12,18.L h 为约束厚度，孔隙率变化范围为30%~95%（太高孔隙直率烧结金属纤维材料易发生不可恢复变形而不利用于工程应用），静流阻率变化范围为2000~200000Nm -4·s ，曲折度因子变化范围为1~4，特征长度均转化为求因子c 及c ′值，其变化范围均为0.3~3.3，且满足约束c ′≤c.由于本文主要讨论单块烧结金属纤维材料的吸声性能优化问题，故取i =1.一般而言，材料对低频段声波的衰减吸收较少，高频率段则可以保持高的声吸收，因此，按照式(8)来构造目标函数进行优化时，实际上是最大限度挖掘了高频段声波的优化潜能，换言之，更侧重于提高高频段的宽频吸声性能，其作用类似于采用MAC 作为目标函数进行优化(但效果优于MAC).由于反射声能量│R │2≤1，所以，如果构造反射声能平方项│R │4与（f 1，f 2）所围面积作为目标函数进行优化时，势必将有利于提高更低频率段的吸声优化潜能，而高频率段因│R │2<<1，优化潜能虽有下降但仍然可以保持较高的声吸收，换言之，此时的优化更测重于提高较低频段的吸声性能，作用类似于采用NRC ，本文称这种形式的目标函数为第2类目标函数,简称Obj2，称式(8)为第1类目标函数,简称Obj1.以下将对上述2种目标函数的优化结果进行对比说明.2结果及讨论2.1优化计算结果优化计算时的材料厚度变化范围取15~75mm ，间隔5mm.优化算法分别采用序列二次规划法（SQP ）和模拟退火罚函数方法实现，且取w （f ）=1.图2至图4为达到最优时，2种目标函数所对应的材料宏观声学参数与厚度的变化关系；图5为达到最优时，MAC 及NRC 随材料厚度的变化；图6至图8为达到最优时，2种目标函数所对应的材料垂直入射吸声系数曲线.此外，为了度量多孔材料中孔构型偏离柱状孔的程度，本文提出将c d =Λ′/Λ定义为柱孔指数(Cylindrical pore coefficient ，简称“CPC ”).当c d =1时，表示材料中的孔可视为柱状孔（进一步辅以形状因子就可以确定孔的截面形状）；当c d ≠1时，表示孔为非柱状孔，其数值越大，可定性说明材料中的孔型偏离柱状孔越远，同时孔的构型也更复杂.2.2分析与讨论在材料优化结果中，除了薄材料以外(厚度小于10mm 时，有c d ≠1)，其他厚度条件下，吸声性能达第3期张波等：烧结金属纤维材料吸声性能优化研究209第8卷宁夏工程技术到最优时，均有c d =1(图中未绘出)，即材料中的微孔应尽量保持为柱状孔，并且，从形状因子的变化来看，厚度较小时，Obj1所对应的最优孔截面形状趋于自狭缝(c =0.81)开始变化(0.8936,0.8944)，随着厚度的进一步提高，截面形状偏离圆形并近似呈现在等边三角形截面(c =1.14)附近周期变化.从上面的变化来看，圆柱孔并非是最优的孔构型，狭缝和等边三角形柱孔可分别近似认为是薄材料和厚材料所应优先采用的孔构型.此外，由于单层材料吸声性能达到最优时c d =1，因此，材料的2个特征长度Λ，Λ′均等于材料水力半径r h ，最佳水力半径在57.8911μm~84.2516μm 范围内周期变化(因孔截面形状随厚度的周期变化所致)，但总体上随厚度增加呈增大趋势变化.相比水力半径的周期变化来说，材料的等效孔径r eff 则能稳定地反映多孔材料孔大小的变化，从图2(b)可知，等效孔半径r eff 变化范围为69.18μm~105.323μm ，与材料厚度近似呈线性增大变化以获得最佳的流阻匹配.并且从图3可知，2类目标函数所对应的最优静流阻率均呈指数下降变化，最优静流阻则变化较小.Obj2由于更注重低频吸声性能的优化，因此，其最优静流阻率及静流阻均高于Obj1的优化结果.其中，Obj2对应的最优材料静流阻变化范围为1477.4～1588.9Nm -3·s,若空气特性阻抗取414，则其最佳静流阻与空气特性阻抗之比为3.57～3.95，即接近4倍空气特性阻抗；而Obj1对应最佳静流阻变化范围为925.319～992.805Nm -3·s ，与空气特性阻抗之比为2.235～2.398，即接近2.4倍空气特性阻抗.孔隙率的变化比较简单，即始终保持最高孔隙率有利于提高材料的吸声性能.材料曲折度因子的变化规律与静流阻率的变化类似，也近似呈指数规律下降变化，如图4所示.需要说明的是，按照Obj1优化时，当吸声曲线中的共振吸收峰个数由1个变化到2个以上时，材料曲折度会在过渡厚度处出现跳跃变化.而Obj2优化时，由于更强调低频特性，所以，共振吸收峰个数始终大于2，因此，材料曲折度优化过程中呈单调变化.图5的结果说明，按照Obj2进行优化时，最优NRC 及MAC 指标在数值上均高于采用Obj1的结果，即说明材料按照Obj2优化时可望获得更好的吸声性能.然而从曲折度的优化结果来看(图4)，按照Obj2优化时，由于需要大的静流阻率以提高低频段吸声特性，因此，达到最优时，对应的曲折度值要比Obj1的结果高（Obj2:1.44～2.56;Obj1:1-1.67）.相比较而言，具有小数值曲折度的多孔吸声材料在工程中更常见，优化意义也更大.此外，图6至图8给出了采用2类目标函数进行优化时，最优吸声系数曲线的对比变化情况，显然，Obj2的优化结果低频更好一些,而Obj1则具有良好的中高频特性.当然，在工程中具体采用哪种形式的目标函数应根据实际需要合理选择，如果材料制备工艺能够达到多孔材料曲折度可控的水平并更强调低频特性时，则优化结果将不再受上述要求限制.1020304050607080L h /mm1.31.21.11.00.90.8c—Obj1；—Obj21020304050607080L h /mm12011010090807060r e f f ，r h /μm—Obj1（r eff ）；—Obj1（r h ）；—Obj2（r eff ）；—Obj2（r h ）(a)截面形状因子c(b)材料的有效孔径r eff 及水力半径r h图22种目标函数所得的最优材料宏观声学参数随厚度的变化图32种目标函数所得的最优材料宏观声学参数随厚度的变化(a)材料静流阻(b)材料静流阻率90000700005000030000100001020304050607080L h /mm —Obj1；—Obj2静流阴率/N m -4·s654321*********50607080L h /mm —Obj1；—Obj2静流阻/N m -3·s210图42种目标函数所得的最优材料宏观声学参数(曲折度)随厚度的变化图5最优MAC 及NRC 随材料厚度的变化3结语本文构造了2种宽频吸声性能优化的目标函数（Obj1，Obj2）.在Johnson-Champoux-Allard 模型的基础上，采用SQP 方法及模拟退火罚函数方法对单层烧结金属材料的吸声性能进行了优化计算.通过优化计算，获得了材料宏观声学参数随不同材料厚度的变化规律，从而为多孔金属材料的工程应用提供了参考依据.参考文献:[1]JING X D,WANG X Y,SUN X F.Broadband acoustic liner based on the mechanism of multiple cavity resona -nce[J].AIAA Journal ，2007，45(10)：2429-2437.[2]彭锋，王晓林，孙艳,等.高声压级时多孔金属板的吸声特性研究[J].声学学报,2009,34(3):266-274.[3]张波，陈天宁,冯凯,等.烧结金属纤维多孔材料的高温吸声性能[J].西安交通大学学报,2008,42(11):1327-1331.[4]ALLARD J.F.Propagation of sound in porous media ，modeling sound absorbing materials[M].New York:Elevier Applied Science ，1993.[5]张波,陈天宁.多孔金属材料声学参数反求研究[J].宁夏工程技术,2009,8(1):37-41.[6]马大猷.声学手册[M].北京:科学出版社,2004.[7]马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京：机械工业出版社,2002.图62种目标函数对应的材料最优吸声系数(厚度为25mm)图72种目标函数对应的材料最优吸声系数曲线(厚度为50mm)图82种目标函数对应的材料最优吸声系数曲线(厚度为75mm)0.850.800.750.700.650.600.550.500.450.400.352.82.62.42.22.01.81.61.41.21.00.8—Obj1；—Obj2曲折因子1020304050607080L h /mmM A C ，N R C1020304050607080L h /mm—MAC （Obj2）；—NRC （Obj2）；—MAC （Obj1）；—NRC （Obj1）1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0A 0—Obj1，MAC=0.7196；NRC=0.7964—Obj2，MAC=0.7403；NRC=0.8144l =75mm1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0A 0—Obj1，MAC=0.6323；NRC=0.6826—Obj2，MAC=0.6487；NRC=0.7080l =50mm08001600240032004000480056006400f /Hz1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0A 0—Obj1，MAC=0.4754；NRC=0.4665—Obj2，MAC=0.5007；NRC=0.5237l =25mm08001600240032004000480056006400f /Hz8001600240032004000480056006400f /Hz第3期张波等：烧结金属纤维材料吸声性能优化研究211第8卷宁夏工程技术On the optimization of sound absorption characteristicsof porous sintered fibrous metalZHANG Bo 1，2，CHEN Tianing 2*（1.School of Mechanical Engineering ，Ningxia University ，Yinchuan 750021，China ；2．School of Mechanical Engineering ，Xi ’an Jiao tong University ，Xi ’an 710049，China)Abstract:Focusing it attention on sintered fibrous metal ，this paper puts forward two optimization objective functions (Obj1and Obj2)for wide frequency sound absorption optimization.Also the characters of each objective function are discussed and analyzed.Then the acoustic optimization for the material is performed using a successive quadratic programming (abbr.SQP)method and hybrid generic algorithm.By means of calculating ，the optimized acoustic parameters of porous sintered fibrous metals with difference thickness such as porosity ，tortuosity ，flow resistance and static flow resistivity are obtained therefore.The optimization in this paper provides reference and guide for the wide frequency sound absorption design and applications of porous sintered fibrous metals.Key words:sintered fibrous metal;sound absorption characteristics;optimization（责任编缉、校对芮芳）《宁夏工程技术》征稿启事《宁夏工程技术》是国家科学技术部和新闻出版总署于2001年12月4日正式批准创办的公开发行的科技期刊；由宁夏大学主办，宁夏回族自治区教育厅主管。
材料的声学性研究评估材料的声音传导和吸声特性的性能
材料的声学性研究评估材料的声音传导和吸声特性的性能声学性学科研究的是材料的声学特性，包括声音的传导和吸声能力。
这些特性对于建筑设计、音频工程和环境噪音控制等领域具有重要意义。
本文将介绍声学性的研究方法，并评估不同材料的声学性能。
一、声音传导研究声音传导是指声波在材料中的传播过程。
不同材料对声音的传导有不同的影响，如金属和玻璃等硬质材料能够快速传导声音，而纤维材料和软质材料则具有较好的隔音效果。
研究声音传导可以通过测量材料的声传递损失来评估。
声传递损失是指声波通过材料时的声能损失程度，可以用来判断材料的声音隔离能力。
常见的评估方法包括声波传输实验和声学特性测试仪器。
二、吸声材料的性能评估吸声材料用于吸收声音，减少噪音的反射和回声。
吸声材料的性能评估主要包括两个方面：吸声系数和材料的结构。
吸声系数是评估材料吸声性能的重要指标。
吸声系数范围从0到1，数值越大表示材料对声波的吸收能力越强。
常用的评定吸声系数的方法包括法国梅恩法和声学室测试。
材料的结构对吸声性能也有很大的影响。
纤维材料的表面形状和密度可以改变声波的传播路径，从而提高吸声效果。
此外，多层复合材料和空气隔层也可以有效提高吸声效果。
三、常见材料的声学性能评估1. 隔音玻璃：隔音玻璃是一种具有优异声隔离性能的建筑材料。
它由两层或多层玻璃板之间的密封腔隔开，腔内填充有吸声材料。
隔音玻璃的声音传导损失较小，能够有效隔离噪音。
2. 吸音板：吸音板是一种常见的吸声材料，常用于会议室、音乐厅和录音棚等场所。
它的表面通常采用多孔材料，能够有效吸收声波的能量，减少噪音的反射和回声。
3. 混凝土：混凝土是一种常用的建筑材料，具有较好的隔音性能。
由于其密度较高，能够有效隔离声音的传播，降低噪音的传递。
四、合成材料的声学性能评估合成材料是一类由多种材料组合而成的复合材料。
它们通常具有良好的声学性能，如纤维复合材料和泡沫塑料。
纤维复合材料由纤维增强树脂基体组成，具有较低的声传递能力。
开孔泡沫铝水下吸声性能实验
开孔泡沫铝水下吸声性能实验开孔泡沫铝是一种具有良好隔振、吸声性能的材料。
在水下环境中，其吸声性能更为突出。
为了研究开孔泡沫铝在水下环境中的吸声性能，我们进行了一系列实验，并取得了良好的结果。
实验装置：我们选用的实验装置包括水槽、音源、麦克风和信号处理器等设备。
其中，水槽为长方形，长宽均为1米，深度为0.5米。
音源和麦克风分别安装在水槽两侧，并与信号处理器相连。
实验步骤：首先将开孔泡沫铝板剪成相同尺寸的样品，分别放置在水槽中央的不同位置。
然后将音源放置在水槽一侧，设置不同频率的声音，并记录麦克风在不同位置的接受到的声波信号。
最后，将采集到的信号传送至信号处理器，统计各位置样品的声波吸收率。
实验结果：实验表明，在水下环境中，开孔泡沫铝的吸声性能十分优异。
随着频率的增加，样品的声波吸收率也逐渐提高。
同时，随着样品在水中的深度增加，其吸声性能也逐渐提高。
在测试频率为5000Hz时，当样品的深度达到15cm时，其声波吸收率达到了80%以上。
结论：通过实验研究，我们得出结论：开孔泡沫铝在水下环境中具有良好的吸声性能。
其吸声效果随着频率和深度的增加而提高，可用于水下声学环境中的吸声材料。
总之，我们的实验结果为开孔泡沫铝在水下环境中的吸声性能研究提供了有力的支持，并将对水下声学领域的相关研究具有一定的参考意义。
实验结果表明，在水下环境中，采用开孔泡沫铝板可以有效地吸收声波，其吸声性能优异。
下面我们对实验数据进行分析。
首先，我们观察不同频率下开孔泡沫铝的声波吸收率。
从实验结果可以看出，当频率为500Hz时，开孔泡沫铝的声波吸收率在10%左右；当频率为1000Hz时，声波吸收率达到了30%左右；当频率为2000Hz时，声波吸收率则达到了60%左右。
这说明随着频率的升高，开孔泡沫铝的声波吸收率也逐渐提高。
这一现象可以解释为，随着声波频率的升高，声波与材料中的气体发生反复压缩和膨胀的次数增加，而导致材料对这些声波的吸收能力增强。
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。
高声强下多孔金属的吸声特性研究的开题报告
高声强下多孔金属的吸声特性研究的开题报告一、研究背景多孔金属材料已被广泛应用于噪声控制、振动控制和能量吸收等领域。
多孔金属作为具有一定孔隙率和孔径分布的材料，具有较好的吸声特性。
在实际应用中，需要对多孔金属的吸声性能进行深入研究和探究。
现在的多孔金属吸声研究主要集中在低频范围内，研究高声强下多孔金属的吸声特性具有重要的理论和实际意义。
因此，本研究将针对高声强下多孔金属的吸声特性进行深入研究。
二、研究目的本研究旨在分析高声强下多孔金属的吸声机理及吸声特性，深入探究多孔金属的吸声特性与其结构参数、声场参数等因素的关系，并提出改进多孔金属吸声材料的措施。
三、研究内容1. 阐述多孔金属的吸声机理。
2. 建立多孔金属的吸声模型，分析其吸声特性与结构参数的关系。
3. 借助声学实验室的先进设备，设计并进行多孔金属吸声实验。
4. 结合实验结果，分析多孔金属的吸声特性与声场参数的关系。
5. 提出改进多孔金属吸声材料的措施。
四、研究方法本研究将采用实验与理论相结合的研究方法。
具体包括理论分析、数值模拟和实验验证等。
通过对多孔金属的吸声机理和吸声特性的分析，建立多孔金属的吸声模型，并进行数值模拟。
同时，借助声学实验室的先进设备，进行多孔金属吸声实验，并对实验结果进行分析和提炼。
五、研究意义1. 为多孔金属的吸声特性提供更加深入的认识和理解。
2. 为多孔金属吸声材料的革新提供理论参考。
3. 为工程实践中多孔金属的吸声性能的优化提供技术支撑。
六、预期成果1. 多孔金属吸声特性理论模型。
2. 多孔金属吸声特性与结构参数、声场参数等因素的关系分析结果。
3. 多孔金属吸声实验结果及分析报告。
4. 改进多孔金属吸声材料的措施提出。
多孔金属吸声材料制备及吸声性能研究
多孔金属吸声材料制备及吸声性能研究作者：张磊来源：《科学与财富》2017年第25期摘要：采用吸声材料是治理噪声污染的重要方法之一。
本文阐述了金属吸声材料在实际使用中的地位和意义。
重点介绍了铝纤维吸声材料和泡沫金属铝吸声材料的制备工艺、吸声特性，并提出了多孔吸声材料的研究发展方向和趋势。
关键词：吸声材料金属纤维泡沫金属0 引言噪声污染已成为当代环境治理过程中倍受关注的焦点问题，同大气污染和水污染被列为全球三大污染。
随着世界经济的快速增长，使得各地得以迅速发展，在给人们提供了良好的生活环境的同时，噪声也对人类造成了巨大的伤害。
长时间处于高分贝噪音环境中，会使人们的身心健康受到严重伤害。
治理噪声污染已成为当代急需解决的重要课题。
治理噪声污染的主要措施是控制噪声源和采用吸声材料。
目前大多数是使用吸声材料进行吸声减噪处理。
一般情况下吸声系数大于0.2的被称为吸声材料，按照吸声机理可以分为多孔吸声材料和共振吸声材料，多孔吸声材料具有高频吸声系数大和比重小等特点，但是在低频时吸声系数低；共振吸声材料的低频吸声系数高但加工性能较差[1]。
众所周知，目前工程上普遍应用的材料大多为多孔材料，例如矿渣棉、玻璃棉、珍珠岩类这些材料，多孔金属材料相对应用比较少，，但相比多孔非金属材料，具有刚性好、耐热、吸声性能稳定等性能能，使得其越来越受到人们的关注，常见的多孔金属材料有金属纤维和泡沫金属等。
1 金属纤维吸声材料概述金属纤维材料是一种新型的高效吸声材料，不仅可以在高温高声强条件下作为减振降噪材料，在腐蚀恶劣的氧化环境下，吸声性能也比较好。
常见的金属纤维材料主要有铝纤维，钢铁纤维。
1.1金属纤维的制造方法制作金属纤维的方法有许多，大体上分为切削法，熔抽法和拉拔法[2]。
切削法是以固态金属为原料，用刀具切削成纤维屑，该方法生产周期短，成本低但难以得到截面光滑的长纤维。
熔抽法的基本原理是将金属加热到熔融状态，在液态金属的底部安装一个可调节流体速度的小孔，给液面施加压力强迫金属液迅速喷出，然后采用化学活性激冷剂或磁场来稳定液流，促进其凝固成金属纤维。
吸声原理和吸声性能评价
吸声原理和吸声性能评价一、吸声原理声波在介质中传播时因振动质点的疏密度和振动幅度不同，会造成声波传播时各个振动质点间存在速度和温度梯度差，即在介质中存在不同的传播速度及能量损耗。
多孔吸声材料内部具有与外表面彼此相互连通的微通道，当声波入射到多孔材料表面时会像光一样产生多次反射(或散射) 、透射、吸收等现象。
声波还会使柔性材料的分子链甚至更大的结构单元发生振动，并使材料产生内摩擦和发热等现象，即将声能转化成热能及振动能耗散或在材料表面产生反射。
[1]图1为声波与材料的相互作用示意图。
图1 声波与材料的相互作用示意图1.多孔吸声材料的吸声机理多孔吸声材料内部具有无数细微孔隙, 孔隙间彼此贯通,且通过表面与外界相通, 当声波入射到材料表面时, 一部分在材料表面反射掉, 另一部分则透入到材料内部向前传播。
在传播过程中引起孔隙的空气运动, 与形成孔隙的固体筋络发生摩擦, 由于粘滞性和热传导效应, 将声能转化成热能而耗散掉。
声波在刚性壁面反射后, 经过材料回到其表面时, 一部分声波透射到空气中, 一部分又反射回材料内部,声波通过这种反复传播, 使能量不断转化耗散, 如此反复, 使得材料“吸收”了部分声能。
2.共振吸声结构的吸声机理共振吸声结构以各类穿孔板最为常见。
穿孔板与后面的空腔共同构成共振吸声结构。
当声波入射到材料表面, 一部分在材料表面反射掉, 另一部分则透射到材料内部继续传播。
当入射声波的频率和系统的固有频率相等时,空气中的主空气柱由于共振产生剧烈振动,空气柱和孔径侧壁摩擦而消耗声能。
[2]二、吸声性能评价与表征吸声材料的吸声性能好坏, 主要通过其吸声系数的高、低来表示。
吸声系数是指声波在物体表面反射时, 其能量被吸收的百分率, 通常用符号a表示, a值越大, 吸声性能就越好。
金属片镶嵌微缝薄膜结构的吸声特性分析
金属片镶嵌微缝薄膜结构的吸声特性分析朱庆;白鸿柏;路纯红【摘要】为了使声波在低声压级、低频带达到理想的吸收效果,本文提出了金属片镶嵌微缝薄膜结构理论模型,并分析了该模型的吸声机理.首先将该结构的力学模型看作多自由度系统,构建振动微分方程,得到了金属片镶嵌薄膜的分布位置与每段薄膜弹性系数之间的关系.并在此基础上分析了激励频率与固有频率之间的关系,得出基频对该结构吸声效果的影响.然后利用有限元软件对该结构的模态振型和声阻抗进行了分析,得到了镶嵌在微缝薄膜上的金属片与声波的耦合形式.最后通过试验对该结构的吸声特性进行了验证,结果表明:吸收峰值受镶嵌位置影响较小,平均吸声系数变化不大,一阶固有频率会受镶嵌位置的改变而改变.【期刊名称】《应用声学》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】7页(P457-463)【关键词】金属片;微缝薄膜;吸声机理;多自由度;模态振型;吸声系数【作者】朱庆;白鸿柏;路纯红【作者单位】军械工程学院车辆与电气工程系石家庄050003;军械工程学院车辆与电气工程系石家庄050003;军械工程学院车辆与电气工程系石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TB53作为传统的吸声材料而言，都可以对高声压级、高频率的声波有很好的吸收效果，但是一直以来，低频噪声的吸收始终是具有挑战性的问题。
从物理意义上考虑，低频声波之所以很难被吸收和能量很难被消耗，主要因为在媒介质中低频声波遇到的大多数为线性系统，在两介质的分界面处发生很大的反射，阻抗匹配层不能进行很好地吸收。
现阶段的一些复合吸声材料虽然对低频声波的吸收有一定的效果，但是造价很高，对数百赫兹声波的吸收效果也不是特别明显。
一般意义上的主被动吸声结构[1]对低频声波的消耗都有一定局限性。
为此，对低频声波的能量损耗需要通过建立入射声波与吸声结构的耦合机制，增加吸声结构自身多频带特点。
硅橡胶薄膜本身具有良好的透气性、很优的伸长性，属于物理特性较强的橡胶复合材料，作为声波匹配层和消耗层都有其重要的意义。
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金 属 纤 维 护 面 板 结 构 吸 声 特 性 的 试验 分 析
金 属 纤 维 护 面 板 结 构 吸 声特性 的 试 验分 析
马建 敏
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吕景林
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西 安 理 工 大 学理 学院
西 安 交 通 大 学机 械 工 程 学院
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摘 要 通过 用 驻 波 管 法 分 别对 金属 纤维不 同 厚 度 的 吸 声 系 数 护 面 板在 不 同 穿 孔 率时 的 吸 声 系 数 和 金 属 纤 维加 护 面 板结构 吸声 系 数 的 测 试分析 表 明 金属 纤 维 不 但 是 一 种 吸 声 性 能 优 良 的 新 型 吸 声 材 料 尤 其中 高 频性 能更 优 而 且抗 恶 劣工作条 件 能力较强 采 用 穿 孔 护 面 板的金 属 纤维 吸声 结构 不 但 可 以 提高 金 属 纤维材料使 用 寿命 而 且可 进 一 步 提 高低频 吸 声 能 力 合理 设 计 护 面 板 的结 构 参 数 可 满 足 不 同 吸声频段的 需 要 关 键 词 金 属 纤维 护 面 板 结构 吸 声特 性
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但 国 内 外 已 把 其 用 于 汽 车消 声 器 和 大 型 冷锯 机
# 取 得 了 良 好 的 降 噪 效 果 这种 异 ∀ 锯 罩 内吸 声 !
在 西 安 交 通 大 学 振 动 与 噪 声 控 制 研 究所 ) % ∋
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控 制 中高 频 噪声 的理 想 吸 声 材 料 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 但在 使 用 中 为 了 保 证 吸 声 材料 正 常 发 挥 作用 并 延 长 其 使 用 寿 命 要 加 护 面 板 本文 将对 这 种 材 料 加护 面板 结 构 的 吸 声 性 能 进 行 实 验 研 究 以 促进 这 种新 材 料 的快 速 发 展 扩 大其
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