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《金屬橡膠材料單層結(jié)構(gòu)吸聲特性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第39卷第11期稀有金屬材料與工程Vol.39,No.112010年11月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGNovember2010金屬橡膠材料單層結(jié)構(gòu)吸聲特性研究11112武國(guó)啟，閆輝，夏宇宏，姜洪源，E.A.Izzheurov(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150001)(2.SamaraStateAerospaceUniversity,Samara443086,Russia)摘要：從理論上研究了金屬橡膠材料單層結(jié)構(gòu)吸聲特性。根據(jù)金屬橡膠材料聲學(xué)特性參數(shù)計(jì)算式，推導(dǎo)出兩種基本單
2、層吸聲結(jié)構(gòu)——置于剛性墻和帶有空氣層吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻抗率和吸聲系數(shù)計(jì)算式。確定了流阻率是決定金屬橡膠材料聲學(xué)特性的基本參數(shù)。分析了材料厚度、流阻率及空氣層厚度對(duì)兩種吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能影響關(guān)系，建立了金屬橡膠材料單層吸聲結(jié)構(gòu)第一共振頻率的計(jì)算方法。結(jié)果表明：通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)材料厚度、流阻率及空氣層厚度可有效提高金屬橡膠材料單層吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能。關(guān)鍵詞：金屬橡膠材料；單層吸聲結(jié)構(gòu)；流阻率中圖法分類號(hào)：TB535文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002-185X(2010)11-1923-05金屬橡膠(MetalRubber,MR
3、)材料是以金屬絲為1單層吸聲結(jié)構(gòu)基本類型及材料聲學(xué)原材料的特種彈性多孔材料，從表到里都具有大量的特性互相連通的微孔和縫隙，也具有透氣性，屬于纖維性多孔吸聲材料。和其它多孔吸聲材料相比，金屬橡膠金屬橡膠材料單層吸聲結(jié)構(gòu)主要有2種基本類材料集成了對(duì)吸聲有利的特性：有效孔隙率高、無(wú)死型，如圖1所示。第1種吸聲結(jié)構(gòu)是把金屬橡膠材料穴、比表面積大、性能穩(wěn)定、具有承受靜態(tài)或動(dòng)態(tài)負(fù)安裝在剛性墻上，其特點(diǎn)是吸聲結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，載能力、工作溫度范圍大、可在各種環(huán)境下工作、制但要獲得良好的低頻吸聲性能，需加大材料厚度；第備工藝簡(jiǎn)
4、單等。因此，金屬橡膠材料特別適合在惡劣2種吸聲結(jié)構(gòu)是在金屬橡膠材料和剛性墻之間設(shè)置一的環(huán)境下應(yīng)用，滿足航空航天及國(guó)防武器裝備等特殊定深度的空氣層，其特點(diǎn)是節(jié)省材料，作用相當(dāng)于增應(yīng)用環(huán)境下吸聲降噪的需求，對(duì)其吸聲特性進(jìn)行系統(tǒng)加了材料厚度。的理論及試驗(yàn)研究具有重要意義。為計(jì)算吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能參數(shù)，需要金屬橡膠在吸聲材料吸聲降噪性能應(yīng)用方面，單層吸聲結(jié)材料的聲學(xué)特性參數(shù)：特性阻抗Zc和傳播常數(shù)γ，其構(gòu)是應(yīng)用較多的結(jié)構(gòu)形式，也是設(shè)計(jì)其它多層結(jié)構(gòu)及[7]計(jì)算式為[1-5]更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本研究前期工作對(duì)金屬橡膠材Met
5、alrubber料聲學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行了理論及試驗(yàn)研究，建立了聲學(xué)Metalrubberab[6,7]特性參數(shù)的理論計(jì)算式；試驗(yàn)研究了材料厚度、孔隙率、金屬絲直徑和空氣層厚度對(duì)金屬橡膠材料吸聲RigidwallAirRigidwall[8,9]性能的影響關(guān)系，但尚未建立金屬橡膠材料單層吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲參數(shù)理論計(jì)算式并對(duì)其吸聲特性進(jìn)行系統(tǒng)分析。因此，本研究根據(jù)金屬橡膠材料聲學(xué)特性參數(shù)計(jì)算式，推導(dǎo)單層吸聲結(jié)構(gòu)吸聲性能參數(shù)的理論計(jì)算圖1金屬橡膠材料單層吸聲結(jié)構(gòu)基本類型式，進(jìn)而分析各主要參數(shù)對(duì)其影響的關(guān)系。研究結(jié)果可Fig.1
6、Basictypeofsoundabsorptionstructurewith為金屬橡膠材料吸聲降噪性能設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。singlelayerMR收稿日期：2009-11-26基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（50675042，50705016）；國(guó)家博士后科學(xué)基金（20080430926）作者簡(jiǎn)介：武國(guó)啟，男，1979年生，博士生，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院424信箱，黑龍江哈爾濱150001，電話：0451-86418028，E-maill:wgqwangying@163.com·1924·稀有金屬材料與工程第3
7、9卷2將材料厚度及式(1)和式(2)代入式(6)和式(8)就可計(jì)算出Z=?χρ0kj????153(1?σ)kη（1）c32σ??2σωd金屬橡膠材料置于剛性墻的單層吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻抗率2和吸聲系數(shù)。設(shè)材料流阻率Rs=36130Pa·s/m，計(jì)算不2χρ?153()1?ση?0??γ=jω?j（2）同材料厚度時(shí)吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)，結(jié)果如圖2所示。σk?2σ3d2kω???從圖2可知，增加材料厚度時(shí)共振峰值向低頻移動(dòng)，式中，χ為材料的結(jié)構(gòu)常數(shù)，σ為材料孔隙率，d為金低頻吸聲性能提高，但當(dāng)材料厚度較大時(shí)，其吸聲特屬絲直
8、徑，ρ0為空氣密度，k為材料壓縮模量，η為空性曲線不出現(xiàn)明顯的峰值與谷值之間的變化，且再增氣的粘滯系數(shù)，ω為角頻率。其中結(jié)構(gòu)常數(shù)和壓縮模加厚度時(shí)其吸聲性能與無(wú)限厚度時(shí)的吸聲性能相當(dāng)，[7]量的計(jì)算式為表明材料厚度相當(dāng)大時(shí)，厚度引起的吸聲系數(shù)的變化就非常小。這是因?yàn)楫?dāng)材料較薄時(shí)，材料后表面的反????0.00025()1?σ????χ=χω?0.68?exp?????1?+
