金属橡胶与多孔板复合结构的声学特性研究

admin · 发表于 2023-10-5 17:37:39

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噪声抑制对于防止机械声疲劳、提高舰艇隐身性能、改善人们生活环境具有重要意义，也是现代飞行器设计的重要要求。而目前实现噪声抑制的重要方法之一就是使用吸声材料与结构作为吸声声衬。传统声衬结构的吸声频带窄，而且对机械噪声与振动控制无能为力，因此有必要研究新型吸声结构。金属橡胶是一种新型多孔材料，具有耐高温、耐腐蚀、可设计性强、结构稳定等特点，并有阻尼可抑制机械振动，因此在航空发动机噪声抑制方面有广阔的应用前景。本文对金属橡胶的吸声降噪特性进行了研究，并针对其低频吸声性能较差的特点，提出金属橡胶与多孔板复合的吸声结构。本文选择基于圆管黏滞与热交换理论的Johnson-Allard多孔内流模型，结合均匀介质中声的波动理论，建立了金属橡胶材料结构参数与吸声性能参数之间本构模型。对于所涉及到金属橡胶材料孔隙微观结构的修正系数，难以解析表达或者直接试验测得，本文选择通过数据拟合的方法得到。拟合算法采用在全局范围内具有快速收敛性的Levenberg-Marquardt算法。进而，利用优化识别所得修正系数，根据所建立的金属橡胶吸声模型，分别研究了厚度、空腔深度、孔隙率、丝径四个结构参数对吸声特性的影响。为了提高金属橡胶材料低频吸声性能，特提出它与多孔板相互配合的复合结构。通过传递矩阵法，建立了复合结构吸声性能的计算方法，并研究了多孔板参数、金属橡胶参数、二者安装相对位置对复合结构吸声特性的影响。为了验证金属橡胶材料与多孔板复合结构的吸声理论模型的正确性，设计了测试多孔材料静流阻率的试验装置与金属橡胶材料吸声试验件, 利用双传声器多功能驻波管进行吸声性能测试，试验结果与理论结果具有良好的一致性。论文研究表明，通过复合结构安装状态的优化，可以得到一种新型宽频域高效吸声声衬。

金属橡胶与多孔板复合结构的声学特性研究

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