泡沫金属的吸声性能与静流阻特性研究

摘要

泡沫金属材料以其轻质、高比刚度、阻燃耐高温等特点以及优良的宽频吸声性能而在吸声降噪领域获得了越来越多的关注。目前国内对泡沫金属材料的研究大都集中在制备工艺和实验研究方面，在理论方面的研究较少，且大都从宏观方面对泡沫金属的吸声性能进行研究，在微观方面的研究较少。基于这个现状，本文建立了一个包含静流阻率这一重要参数的泡沫金属吸声理论模型，并重点研究了静流阻率与泡沫金属吸声性能之间的关系。本文的主要内容如下：
　　(1)考虑粘滞损耗和热传导效应的影响，对微细圆管中声传播的规律进行了研究，在此基础上通过对孔径进行优化修正得到了泡沫金属材料的吸声理论模型。通过与Zwikker-Kosten模型进行对比分析，初步验证了本文所提模型的合理性。对刚性背衬和空腔背衬条件下静流阻率与泡沫金属吸声系数之间的关系进行了理论预测分析，得出静流阻率与泡沫金属的最佳吸声段有直接的对应关系，泡沫金属要获得良好的吸声性能需要有一个合理的静流阻率值。
　　(2)运用静流阻测试系统对泡沫铝试件的静流阻率进行了直接测试。实验结果表明，在低速线性区域，泡沫铝试件的静流阻率是一个与气流线速度无关的常数，满足 Darcy定律，在此范围内可以测得较准确的线性静流阻率。
　　(3)利用驻波管测试系统对泡沫铝试件的垂直入射吸声系数在刚性背衬和空腔背衬条件下进行了测试，并在此基础上对两种条件下泡沫铝吸声系数的理论预测值和实验测量值进行了对比分析，整体上二者符合较好，从实验上验证了本文模型的正确性。
　　(4)对三块厚度和孔隙率相同但静流阻率两两之间相差一个数量级的泡沫铝试件的静流阻率与吸声系数之间的关系进行了实验研究，实验结果符合理论预测规律。

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Contents

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 泡沫金属材料的吸声理论

2.1 泡沫金属材料的微观参数

2.2 泡沫金属材料的吸声机理

2.3 泡沫金属材料吸声性能的表征

2.4 泡沫金属材料垂直入射吸声系数的计算

2.5 本章小结

3 静流阻对泡沫金属吸声性能影响的理论研究

3.1 泡沫金属材料的吸声理论模型

3.2 泡沫金属吸声理论模型的数值分析

3.3 静流阻率对泡沫金属吸声性能影响的理论预测分析

3.4 本章小结

4 静流阻对泡沫金属吸声性能影响的实验研究

4.1 泡沫金属材料静流阻率的测试

4.2 泡沫金属垂直入射吸声系数的测试

4.3 静流阻率对泡沫金属吸声性能影响的实验研究

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 主要结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况