聚氨酯空腔尖劈吸声性能实验研究
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图 ２ 尖 劈 样 品 实 物 照 片
Ｆ ｇ ２ Ｗ ｅ ｇ ｈ ｓｃ ｌ ａ ｌｓ ｉ ． ｄ ｅ ｐ ｙ ｉａ ｍｐ ｅ ｓ
１ 聚 氨 酯 空腔 尖 劈 材 料 动 态 力 学 参数 测 试
利用 Ｍ Ｔ Ａ Ｉ Ｋ一０ Ｅ Ｒ Ｖ Ｂ ＭＡ ４型 动态 粘 弹 谱 仪对 尖
基金项 目：国防重点预研项 目（０ ４
中 图分 类 号 ：Ｕ ６ ．４ ６ １４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
聚氨 酯水声 材料是 近年 发展 起 来 的 聚合 物类 新 型
劈吸声 结构 材 料 的 复杨 氏模 量 进 行 实验 测试 ， 测试 不
水 声材料 。大 量 研 究 表 明
： 聚氨 酯 的 泡 沫材 料 和
同温 度时 ， 率范 围为 １ ｚ ６０Ｈｚ 材料 的动态力 频 ０Ｈ 一 ０ 下 学参数 ， 然后 利 用 高 聚 物粘 性 行 为 的时 温 等 效 原 理得 到某 一温度 下高频 范 围 内材料 的 动态力 学参数 。
动态 粘弹性谱 测试 仪 利用 强 迫非 共振 测 量 材料 的 复杨 氏模 量 ， 测试 装置 如 图 １所示 。
弹性体材 料等在水 声 系统 中 的应 用 具 有较 好 的发 展 前 景， 它不 仅可 以消 除 声 音 的反 射 ， 低 噪声 ， 可 以保 降 还 持声波 的传递 不失 真 ， 免 水 下 各 种 噪 声 的 干 扰 。根 避 据聚氨 酯水声 材 料 的不 同作 用 ， 可将 其 分 为 吸 声 覆 盖 层材料 、 隔声 去 耦 瓦材 料 和 尖 劈 吸 声 材 料 等 。尖 劈 吸声结构 具有 阻 抗 逐 渐过 渡 的性 质 ， 较 低 频 率 下 具 在 有优 良的吸声性 能 ， 过 添加 空腔 、 料 等可 以增 加 其 通 填
振
第２ ９卷 第 １ 期
动
与
冲
击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｉ Ｓ
聚 氨 酯 空腔 尖 劈 吸 声 性 能 实 验 研 究
姚熊亮 ，计 方 ，庞福振 ，于丹竹
１０ ０ ） ５ ０ １
（ 哈尔滨工程大学 船舶工程学 院， 哈尔滨
摘 要 ：实验测试了 新型聚氨酯空腔尖劈不同温度下材料低频动力学参数及尖劈不同静压下吸声系数。通过绘
吸声频 带宽度 。
尖 劈 吸 声 结 构 声 场 理 论 的 研 究 有 相 当 长 的 历 史 。 ， 而 由于其 截 面 的不 规 则 性 及 吸 声 性 能 影 响 然 因素 的复杂 性 等原 因 ， 严 格 的 波 动理 论 很 难 给 出精 用 确解 ， 只能做 近似计算 ， 今 还没 有建 立 严格 的声 场理 至
制 Ｗｉ ｅ 图进 行了数据筛选 ， ｃ ｔ ｋ 应用 时温等效原理 ， 到了规定温度下宽 频范围 内材料 动态力学 参数 ， 得 随后讨论 了尖劈 吸
声性源自文库随静水压力、 温度 、 频率的变化规律。在测试数据基础上 ， 于优化理论对 尖劈腔型进行优 化设 计 ， 基 开展了声呐平
台区敷设空腔尖劈 的应用研究 ， 分析 了敷设前后声呐平台的声 振特性 ， 验证了新型聚氨酯 吸声尖劈 的减振降噪效果。 关键词 ：聚氨酯空腔尖劈 ； 静水压力 ； 吸声性能 ； 声呐平台
板 以及将 声 呐平 台 区 和 上 层 建 筑 艏部 分 开 的水 平 平 台 ， 过大 尺度 模 型 实验 分 析 了敷设 吸声 尖 劈 前 后 艏 通 部声 呐平 台 的振 动 及声 学 特性 ， 出了 吸声 尖 劈对 声 得 呐平台结果 声 振 特性 的影 响 规 律 ， 声 呐平 台 自噪声 为 特性 研究及 吸声尖 劈 的实 艇应用 提供依 据 。
项 目（ ０７ ０７ ５７ ９ ０ ） 收稿 日期 ：２０ ０ ０９— ５一“ 修 改 稿 收 到 日期 ：０９—１ ２０ ２—０ ４
０ ） 国家 自然科学基金 ３；
图 ３ 聚氨酯空腔尖劈纵 向截面图
Ｆ ｇ ３ Ｌ ｎ ｉ ｄｎ ｌｓ ｃ ｉｎ ｖ ｅ ｆ ｏｙ ｒ ｔ ａ ｅ ｃ ｖ ｔ ｅ ｇ ｓ ｉ ． ｏ ｇｔ ｉ ａ ｅ ｔ ｉｗ ｏ ｌ ｕ ｅｈ ｎ ａ ｉ ｗ ｄ ｅ ｕ ｏ ｐ ｙ
就是著名 的时温等效原理。例如在 、 两个温度下 ， 个 理想 高 聚物 的 蠕 变柔 量 对 时 间 的 对 数 曲线 如 图 ６
一
构 形式 的聚 氨酯空 腔尖 劈 。
１ １ 储能 模量 Ｅ 和损耗 因子 ｔｎ ． ａ ６的关 系
所 示 ， 过一个 移 动 因子 ，将两 条 曲线 之 一沿 着横 坐 通 ， 标平 移 Ｉ ｒ ｇ 就可 以使 两条 曲线 完全 重叠 。 ｏ
参数值 变换 成 规定 温度 下 高 频 范 围 内 的值 ， 与此 同 时
采用 声脉 冲管 法测 量 尖 劈 样 品 的 吸声 系数 ， 论 了尖 讨 劈 吸声 性能 随温度 、 频率 、 水 压力 的 变化 。在 此 基础 静
上 ， 新型 聚氨 酯 空 腔尖 劈 敷 设 于声 呐平 台 区 的后 壁 将
第一作者 姚熊亮 男 ， 教授 ， 士 生 导 师 ，９ ３年 生 博 １６
通讯作者 计
方 男， 博士生 ，９ ４年生 １８
第１ 期
赵
林 等 ：桥 梁 断面 气 动 导纳 互谱 识 别 方 法 注 记
８ ９
图 ２、 出 了聚氨 酯 空腔 尖 劈 的 实物 图及 内部 腔 ３给
型示 意 图 。本 文开展 的一 系列 实 验测 试 都 基 于此 种 结
论 。本 文通过 非强迫 共振 法测 试 尖 劈材 料不 同温度 下
图 １ 动态粘弹性谱测试仪装 置示意 图
Ｆｉ １ Ｄｙ ａ ｃ ｖｓ ｏ ｌｓｉ ｉｙ ｓ ｃｒ ｍ ｅ ｔｍ ａ ｒ ｇ． ｎ ｍｉ ｉｃ ｅａ ｔ ｔ ｐｅ ｔｕ ｔｓ ｃｏ ｃ
低频 动态力学参 数 ， 采用 Ｗｉ ｅ 图进行 了数据 的筛 选 ， ｃ ｔ ｋ 应用 时温等效 原理把 不 同温 度下 测得 的材料 动 态力 学
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１ 聚 氨 酯 空腔 尖 劈 材 料 动 态 力 学 参数 测 试
利用 Ｍ Ｔ Ａ Ｉ Ｋ一０ Ｅ Ｒ Ｖ Ｂ ＭＡ ４型 动态 粘 弹 谱 仪对 尖
基金项 目：国防重点预研项 目（０ ４
中 图分 类 号 ：Ｕ ６ ．４ ６ １４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
聚氨 酯水声 材料是 近年 发展 起 来 的 聚合 物类 新 型
劈吸声 结构 材 料 的 复杨 氏模 量 进 行 实验 测试 ， 测试 不
水 声材料 。大 量 研 究 表 明
： 聚氨 酯 的 泡 沫材 料 和
同温 度时 ， 率范 围为 １ ｚ ６０Ｈｚ 材料 的动态力 频 ０Ｈ 一 ０ 下 学参数 ， 然后 利 用 高 聚 物粘 性 行 为 的时 温 等 效 原 理得 到某 一温度 下高频 范 围 内材料 的 动态力 学参数 。
动态 粘弹性谱 测试 仪 利用 强 迫非 共振 测 量 材料 的 复杨 氏模 量 ， 测试 装置 如 图 １所示 。
弹性体材 料等在水 声 系统 中 的应 用 具 有较 好 的发 展 前 景， 它不 仅可 以消 除 声 音 的反 射 ， 低 噪声 ， 可 以保 降 还 持声波 的传递 不失 真 ， 免 水 下 各 种 噪 声 的 干 扰 。根 避 据聚氨 酯水声 材 料 的不 同作 用 ， 可将 其 分 为 吸 声 覆 盖 层材料 、 隔声 去 耦 瓦材 料 和 尖 劈 吸 声 材 料 等 。尖 劈 吸声结构 具有 阻 抗 逐 渐过 渡 的性 质 ， 较 低 频 率 下 具 在 有优 良的吸声性 能 ， 过 添加 空腔 、 料 等可 以增 加 其 通 填
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第２ ９卷 第 １ 期
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Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｉ Ｓ
聚 氨 酯 空腔 尖 劈 吸 声 性 能 实 验 研 究
姚熊亮 ，计 方 ，庞福振 ，于丹竹
１０ ０ ） ５ ０ １
（ 哈尔滨工程大学 船舶工程学 院， 哈尔滨
摘 要 ：实验测试了 新型聚氨酯空腔尖劈不同温度下材料低频动力学参数及尖劈不同静压下吸声系数。通过绘
吸声频 带宽度 。
尖 劈 吸 声 结 构 声 场 理 论 的 研 究 有 相 当 长 的 历 史 。 ， 而 由于其 截 面 的不 规 则 性 及 吸 声 性 能 影 响 然 因素 的复杂 性 等原 因 ， 严 格 的 波 动理 论 很 难 给 出精 用 确解 ， 只能做 近似计算 ， 今 还没 有建 立 严格 的声 场理 至
制 Ｗｉ ｅ 图进 行了数据筛选 ， ｃ ｔ ｋ 应用 时温等效原理 ， 到了规定温度下宽 频范围 内材料 动态力学 参数 ， 得 随后讨论 了尖劈 吸
声性源自文库随静水压力、 温度 、 频率的变化规律。在测试数据基础上 ， 于优化理论对 尖劈腔型进行优 化设 计 ， 基 开展了声呐平
台区敷设空腔尖劈 的应用研究 ， 分析 了敷设前后声呐平台的声 振特性 ， 验证了新型聚氨酯 吸声尖劈 的减振降噪效果。 关键词 ：聚氨酯空腔尖劈 ； 静水压力 ； 吸声性能 ； 声呐平台
板 以及将 声 呐平 台 区 和 上 层 建 筑 艏部 分 开 的水 平 平 台 ， 过大 尺度 模 型 实验 分 析 了敷设 吸声 尖 劈 前 后 艏 通 部声 呐平 台 的振 动 及声 学 特性 ， 出了 吸声 尖 劈对 声 得 呐平台结果 声 振 特性 的影 响 规 律 ， 声 呐平 台 自噪声 为 特性 研究及 吸声尖 劈 的实 艇应用 提供依 据 。
项 目（ ０７ ０７ ５７ ９ ０ ） 收稿 日期 ：２０ ０ ０９— ５一“ 修 改 稿 收 到 日期 ：０９—１ ２０ ２—０ ４
０ ） 国家 自然科学基金 ３；
图 ３ 聚氨酯空腔尖劈纵 向截面图
Ｆ ｇ ３ Ｌ ｎ ｉ ｄｎ ｌｓ ｃ ｉｎ ｖ ｅ ｆ ｏｙ ｒ ｔ ａ ｅ ｃ ｖ ｔ ｅ ｇ ｓ ｉ ． ｏ ｇｔ ｉ ａ ｅ ｔ ｉｗ ｏ ｌ ｕ ｅｈ ｎ ａ ｉ ｗ ｄ ｅ ｕ ｏ ｐ ｙ
就是著名 的时温等效原理。例如在 、 两个温度下 ， 个 理想 高 聚物 的 蠕 变柔 量 对 时 间 的 对 数 曲线 如 图 ６
一
构 形式 的聚 氨酯空 腔尖 劈 。
１ １ 储能 模量 Ｅ 和损耗 因子 ｔｎ ． ａ ６的关 系
所 示 ， 过一个 移 动 因子 ，将两 条 曲线 之 一沿 着横 坐 通 ， 标平 移 Ｉ ｒ ｇ 就可 以使 两条 曲线 完全 重叠 。 ｏ
参数值 变换 成 规定 温度 下 高 频 范 围 内 的值 ， 与此 同 时
采用 声脉 冲管 法测 量 尖 劈 样 品 的 吸声 系数 ， 论 了尖 讨 劈 吸声 性能 随温度 、 频率 、 水 压力 的 变化 。在 此 基础 静
上 ， 新型 聚氨 酯 空 腔尖 劈 敷 设 于声 呐平 台 区 的后 壁 将
第一作者 姚熊亮 男 ， 教授 ， 士 生 导 师 ，９ ３年 生 博 １６
通讯作者 计
方 男， 博士生 ，９ ４年生 １８
第１ 期
赵
林 等 ：桥 梁 断面 气 动 导纳 互谱 识 别 方 法 注 记
８ ９
图 ２、 出 了聚氨 酯 空腔 尖 劈 的 实物 图及 内部 腔 ３给
型示 意 图 。本 文开展 的一 系列 实 验测 试 都 基 于此 种 结
论 。本 文通过 非强迫 共振 法测 试 尖 劈材 料不 同温度 下
图 １ 动态粘弹性谱测试仪装 置示意 图
Ｆｉ １ Ｄｙ ａ ｃ ｖｓ ｏ ｌｓｉ ｉｙ ｓ ｃｒ ｍ ｅ ｔｍ ａ ｒ ｇ． ｎ ｍｉ ｉｃ ｅａ ｔ ｔ ｐｅ ｔｕ ｔｓ ｃｏ ｃ
低频 动态力学参 数 ， 采用 Ｗｉ ｅ 图进行 了数据 的筛 选 ， ｃ ｔ ｋ 应用 时温等效 原理把 不 同温 度下 测得 的材料 动 态力 学