基于微观结构简化单元模型的微孔泡沫材料吸声行为研究

针对微孔泡沫材料的吸声系数通过其微观结构尺寸难以定量预测的难题,提出利用微孔泡沫铝的电镜扫描技术建立微孔泡沫铝微观结构的简化单元模型。利用该模型模拟微孔泡沫铝微观结构的拓扑结构,可以建立单元拓扑特征与关键的非声学参数包括静态流阻、黏性特征长度、热特征长度、曲折系数等之间的关系。在简化单元模型的基础上引入开孔率,明确了微孔泡沫材料的孔隙率和曲折度之间的关系,提高了预测微孔泡沫铝吸声系数的准确度。采用B-K阻抗管测量微孔泡沫铝试件的吸声系数,实验测量结果和理论预测结果一致。研究过程中制备的厚度小于30 mm的微孔泡沫铝试件在1 100～6 500 Hz频段内实现了平均吸声系数达0.8的宽频高效吸声。该研究工作可为设计、优化和制备具有更好吸声性能的微孔泡沫材料提供一定的参考。