加箍约束压缩机和吸声导流锥的气动声学研究

设计了两种新型的降噪技术装置-加箍约束式制冷压缩机和针对风机噪声的吸声导流锥结构,加箍约束式制冷压缩机不仅使压缩机具有优越的低频抗噪能力,还解决了其他传统方法无法避免的压缩机散热问题,吸场所地流锥是利用泡沫塑料作吸声体,降低二次噪声,并有导流作用,与传统方法相比,其优点是结构简单,成本低、降噪效果好。     

An Empirical Formula for Sound Absorption of Fibrous Materials

The sound absorption coefficient （SAC） curves of the nonwovens, fabrics, and thick fibrous layers with the frequency in the range of 125 - 3 200 Hz and cavity distances of 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm and 40 cm were measured. Based on analysis, it is found that the SAC is actually in direct proportion to the relative vibration amplitude of the sound wave, resulting in obtaining a mathematical expression showing that the SAC changes with the frequency for a given material. Additionally, a good corresponding relation between the maximal SAC and the permeability of the materials is discovered, thus an empirical formula is established. As a result, a complete SAC formula has been developed. In this formula, the SAC is solely a function of the sound wave frequency and permeability of the material. In comparison with sound absorption spectra of several materials, the calculated results and results measured with the formula coincide well with each other.     

新型多孔水泥基陶粒吸声材料的性能分析

以黏土质陶粒和42.5级普通硅酸盐水泥作为主要原料,添加一定的辅助材料,研制出一种新型多孔水泥基陶粒吸声材料。经过研究发现:颗粒级配、压缩比、空腔、表面形态、不同安装方法等对该材料吸声性能都有一定的影响。0.5~2.5 mm粒径范围的陶粒,对100~1 800 Hz的降噪效果较好;材料压缩比为1.3时,对100~1 800 Hz的吸声效果较好,其降噪系数为0.55;该材料后面预留50 mm背腔,低频吸声性能得到有效提高;表面处理过的材料,其暴露于声场中的面积增大,对声波具有更充分的吸收。     

道路声屏障组合吸声结构设计与评估

声屏障在道路交通噪声污染防治中得到了广泛应用,但同时面临材料吸声性能有限、轻量化程度有待提升等问题。为了更好地提升道路声屏障的降噪效果,需要研究组合吸声结构的声学性能及其影响因素。建立了二维阻抗管有限元模型,与实验数据进行对比验证了其可靠性。基于有限元仿真构建了微穿孔板-双层多孔吸声材料-空腔组合吸声结构,研究了几何参数对组合结构的吸声性能的影响,并在实际道路场景中进行了仿真分析。结果表明,微穿孔板的孔径和厚度减小,组合结构在中高频段的吸声效果提升;穿孔率减小,组合结构在低频段的吸声性能提升,但是中高频吸声性能显著降低;多孔吸声材料厚度的增加能提升组合结构中高频吸声系数。在多孔吸声材料背后合理设置空腔并不会降低组合结构的声学性能。穿孔率3%,孔径0.4 mm,板厚1 mm的微穿孔板与3 cm聚酯纤维+3 cm三聚氰胺+2 cm空腔的组合吸声结构降噪效果较好,将其作为吸声型声屏障的材料。吸声型和隔声型声屏障插入损失的规律基本一致,采用组合吸声结构的吸声型声屏障较隔声型声屏障插入损失提升1-2 dB,能够较好地控制中低频交通噪声,具有实际工程价值。     

多种粮食声吸收的研究

目的 为防止储粮虫害，对多种粮食在自然堆积状态下的声吸收进行了研究。方法采用驻波管法测量了多种粮食的吸声系数。结果报道了粮食颗粒形状、大小及粮食堆积厚度与其声吸收存在的规律，涉及不同粮食间声吸收的比较、颗粒形状相似粮食的声吸收对比、堆积厚度对声吸收的影响、粮食声吸收机理等，结果显示：粮食是高吸收声波的媒质，储粮害虫发出的声信号由粮食内传至表面时的声衰减较大。结论粮食颗粒形状、大小的不同，使其声吸收各异；粮食厚度也是影响其声吸收的一个重要因素，厚度增加，吸声系数随之增大；粮食声吸收受粮食品种影响甚微，这为储粮害虫声检测工作提供了理论依据及资料积累。     

微穿孔板-三聚氰胺吸音海绵-空腔复合结构声学性能优化设计

基于Johnson-Champoux-Allard（JCA）模型和微穿孔板理论,利用传递矩阵法建立了三聚氰胺吸音海绵不同填充方式形成的复合结构的吸声系数理论模型,并比较了其吸声性能：与单层微穿孔板结构a相比,微穿孔板-吸音海绵复合结构b和微穿孔板-吸音海绵-空腔复合结构c的吸声性能均有较大提升,微穿孔板-空腔-吸音海绵复合结构d的提升效果次之。分析了几何参数对复合结构b的吸声性能的影响,得出：微穿孔板的孔径越小,复合结构在中高频段的吸声效果越好;厚度越大,复合结构在高频段的吸声性能越低;穿孔率越大,复合结构在低频段的吸声性能越低;吸音海绵厚度的增加在总体上有利于提高复合结构的吸声效果。基于粒子群算法对复合结构b和c的吸声性能进行了优化,结果表明：与优化前的复合结构b相比,优化后的复合结构c的平均吸声系数从0.565 4提升至0.751 9;与优化后的复合结构b相比,其吸声性能几乎不变,但吸声材料厚度减少了30%,在保持良好吸声性能的同时实现了轻量化。     

微穿孔板-三聚氰胺吸音海绵-空腔复合结构声学性能优化设计

基于Johnson-Champoux-Allard（JCA）模型和微穿孔板理论,利用传递矩阵法建立了三聚氰胺吸音海绵不同填充方式形成的复合结构的吸声系数理论模型,并比较了其吸声性能：与单层微穿孔板结构a相比,微穿孔板-吸音海绵复合结构b和微穿孔板-吸音海绵-空腔复合结构c的吸声性能均有较大提升,微穿孔板-空腔-吸音海绵复合结构d的提升效果次之。分析了几何参数对复合结构b的吸声性能的影响,得出：微穿孔板的孔径越小,复合结构在中高频段的吸声效果越好;厚度越大,复合结构在高频段的吸声性能越低;穿孔率越大,复合结构在低频段的吸声性能越低;吸音海绵厚度的增加在总体上有利于提高复合结构的吸声效果。基于粒子群算法对复合结构b和c的吸声性能进行了优化,结果表明：与优化前的复合结构b相比,优化后的复合结构c的平均吸声系数从0.565 4提升至0.751 9;与优化后的复合结构b相比,其吸声性能几乎不变,但吸声材料厚度减少了30%,在保持良好吸声性能的同时实现了轻量化。     

室内木制品用空心刨花板吸声性能的研究

采用驻波法测试了挤压法生产的空心刨花板与平压法生产的实心刨花板在不同试验条件下的吸声系数,并探讨了材料结构、孔隙率、表面处理等因素对吸声性能的影响。结果表明:挤压法生产的空心刨花板比平压法生产的实心刨花板吸声性能好。挤压法生产的空心刨花板的平均降噪系数为0.30,是平压法生产的实心刨花板的2倍,其平均吸声系数大于0.2,是理想的吸声材料。空心刨花板孔道的吸声系数纵向排列时要比横向排列时高。采用表面砂光方法对提高两种板材的吸声系数都有一定的效果,其中平压法生产的实心刨花板更明显。     

钛纤维多孔材料孔径分布与吸声性能研究

金属纤维多孔材料是一类重要的吸声材料,采用驻波管法检测钛纤维多孔材料的空气声吸收系数,研究材料的孔隙度、纤维直径以及材料厚度等参数对吸声性能的影响,结果表明,钛纤维多孔材料具有较好的吸声性能,材料的孔隙度越高、纤维越细,材料的吸声性能越好,在材料背后设置空气层可显著改善其低频吸声性能,材料背后的空气层厚度越大,材料的低频吸声性能越好.     

轻骨料混凝土吸声性能研究

以硅酸盐水泥、页岩陶粒、聚丙烯纤维、发泡剂及其他助剂制备轻骨料混凝土.研究水泥用量、纤维掺量、页岩陶粒粒径、发泡剂掺加量、陶粒试块及其串联在中低频范围内的吸声性能.结果表明,单粒径页岩陶粒制备的混凝土试块在600 Hz频段附近有良好的吸声性能;添加纤维和发泡剂,可改善混凝土材料内部结构,有利于提高材料的吸声性能;陶粒混凝土试块的串联可使其整体吸声性能较原试块提升近80％.     

硅藻泥-草梗复合吸声材料的测试研究

以硅藻泥、草梗、氧化镁为主要原料,加入一定的辅助材料,研制出一种新型复合多孔吸声材料.分析材料的吸声原理及基本特性,采用驻波管法在200~2 000Hz频段范围内测试材料的吸声性能.结果表明,材料的吸声性能受草梗掺量、尺寸、材料的密度和厚度以及背部空腔尺寸的影响,与一般常用吸声材料的吸声系数进行比较,综合吸声性能优良.     

多孔纤维吸声材料填充蜂窝结构的声学性能

本文理论研究了多孔纤维吸声材料填充矩形蜂窝结构的声学特性.假设周期蜂窝结构将多孔纤维吸声材料划分为独立周期子空间,理论建模中选取单个蜂窝胞元进行分析.蜂窝结构内部的多孔纤维吸声材料采用等效流体模型进行模拟,斜入射的声波在各个子空间呈驻波分布,由声场的声压和速度可积分得到通过蜂窝结构入射平面和透射平面的能量流,从而得到多孔纤维吸声材料填充蜂窝结构的吸声及传声损失性能.与单一多孔纤维材料声学性能的对比发现,多孔纤维吸声材料填充蜂窝结构的吸声性能得到了有效提高.基于理论模型,进一步分析了结构参数对多孔纤维吸声材料填充蜂窝结构吸声/传声损失性能的影响.     

中国隔声玻璃研究进展

综述了室内噪声的特点和隔声基本理论,并结合国内学术研究成果分析讨论了现有不同玻璃产品(单层玻璃、中空玻璃、夹层复合玻璃和真空玻璃)的隔声特性与相关专利的效果;进一步从材料阻尼特征和声音能量的角度,引出和讨论了材料阻尼性和声学参数(隔声量、吸声系数和声损耗系数)的关联性问题;最后,对中低频噪声隔声玻璃的发展前景进行了展望。     

有机硅改性聚氨酯海绵的吸声性能分析

为了改善聚氨酯海绵的吸声特性,采用有机硅改性的方法对其进行了研究。在制备的过程中,通过添加有机硅对聚氨酯海绵进行改性,对比了改性后与非改性材料的吸声性能,探究了其随频率变化的关系,测量并分析材料和空气层不同厚度时的吸声系数。通过实验深入探究了该材料对不同频段噪声吸声能力的差异以及材料和空气层不同厚度对材料吸声系数的影响,为该材料在汽车中的应用提供了指导。     

某型雷达反射板轻量化仿真设计

为满足某型雷达支架反射板的轻量化要求,使用碳纤维复合材料代替原有的1350铝合金材料.改进后的碳纤维材料反射板厚度由1.8 mm下降到1.4 mm,使结构重量减轻了50％.碳纤维材料相比于铝合金材料在强度刚度上都具有优势,但由于反射板厚度下降,无法判断其力学性能是否下降,需要进行理论计算及仿真论证.利用ANSYS软件对改进后的反射板进行模态分析、随机振动分析和瞬态动力学分析,并对其各阶固有频率进行了理论计算.结果 表明:2阶固有频率与2阶工作频率较为接近,应适当调整该阶工作频率,避免在固有频率附近工作.改进后的碳纤维反射板在振动载荷下安全系数提升9.473倍,冲击载荷下安全系数提升了3.269倍.研究结果为碳纤维材料替代传统金属材料提供了新的思路.     

烧结金属纤维材料的吸声模型研究

根据金属骨架多孔材料的特点,在Biot-Allard刚性骨架多孔材料内流吸声模型的基础上,考虑金属的热导特性,推导出一种新的、形式较简单的有效体积模量表达式,从而得到了一种扩展的吸声模型.利用该扩展吸声模型对单层烧结不锈钢金属纤维板、2层及3层梯度组合金属纤维板的吸声特性进行了理论计算,并进行了相应的实验测试.研究结果表明,金属骨架对材料低频段的声吸收具有一定的强化作用,烧结作用使得纤维小幅振动对材料声吸收的贡献减小,与Biot-Allard模型相比,采用扩展模型计算出的烧结金属纤维材料的吸声特性理论结果与实验测试值在总体上更为一致,尤其是对高频段表面声阻抗率的计算.     

粮食中声波传播理论模型的建立及实验验证

 以Biot的流体饱和多孔介质声传播理论为基础,对Biot理论中忽略双相介质间热效应的问题进行了修改,同时将Johnson模型拓广到颗粒介质(粮食)中,认为粮食颗粒间孔隙既有圆柱形又有平行狭缝状,建立了粮食颗粒中声波传播理论模型,利用这一模型对粮食吸声系数进行了计算,计算值与实验值吻合较好.     

弧向裂纹圆板的振动与辐射声场

目的探究弧向裂纹对薄圆板声振特性的影响规律。方法用瑞利-里兹方法求解弧向裂纹对周界固定薄圆板振动特性的影响。在有限元模态分析的基础上,导出数据,利用离散瑞利积分,求解人工裂纹圆板前五阶模态辐射声场在距离板中心0.5 m的球面上的声场指向性,探究裂纹对辐射声场的影响规律。结果弧向裂纹位于a/2附近时,周界固定裂纹圆板的振动基频随裂纹长度的增加而降低;得到了裂纹圆板低阶模态辐射声场指向性。结论可用于裂纹圆板声振特性研究。     

氘化、氟化对塑料光纤损耗性能的影响

利用Morse势能理论,计算了不同化学键C-X（X分别为H、D、F）的振动吸收损耗,发现在波长小于3000nm时,C-H键的损耗最大,C-D键的次之,C-F键的最小;在波长大于3000nm时,C-F键的损耗超过C-D键的,因为塑料光纤本征损耗主要是C-H的振动吸收损耗,如果用D、F替代塑料光纤材料中C-H的H,C-X在可见光区及红外光区的振动吸收损耗就能显著降低,利用氘化、氟化的聚合物材料可制备出损耗小于10dB/km的低损耗塑料光纤,研究结果为降低塑料光纤损耗提供了新的理论依据。     

高速列车运行引起的地表振动分析

把轨道作为弹性地基上的梁，得到轨枕与道床之间的动反力，采用薄层法求得分层土体的稳态响应，建立了运行车辆-轨道-环境振动模型，首次对秦沈高速铁路列车运行产生的沿线地基的振动响应进行了分析与对比．分析表明：移动轴重作用率对加速度频谱起控制作用，在其附近出现峰值；加速度随列车速度的提高缓慢增加，当列车速度接近地表的瑞利波速时，会引起振动放大现象；理论模型能很好地预测近场的振动响应．