孔结构周期调制通孔多孔铝合金及其吸声性能

采用solidworks对一模多孔铝型材挤压技术进行了模拟,模拟结果表明:在一模多孔挤压过程中,不同孔的料受力不均匀,左上方受力最大,右下方受力最小;对恒定牵引力7kn下一模多孔挤压过程进行模拟发现,在牵引力的作用下,各孔料受力变得均匀。基于模拟结果,提出了双头单轨牵引技术的工艺路线,并在14mn挤压生产线上进行试验,在牵引机作用下,一模多孔铝型材平直,表面质量良好。

对穿孔板吸声结构的声学特性进行了理论分析与计算。讨论了穿孔板吸声结构的共振吸声原理,基于对穿孔板吸声结构声阻抗的讨论,分析了穿孔率、空腔深度、板厚、孔径等参数对吸声性能的影响,为穿孔板吸声结构的工程应用提供了依据。针对某工程机械风冷系统噪声突出这一现象,专门为风冷系统设计了穿孔板吸声结构,大幅度降低了该机风冷系统的噪声,也使该机的驾驶环境噪声得到了有效控制。

研制了高比强多孔铝合金中空层合圆管,测试了层合圆管的压缩应力—应变曲线,并研究了其性能。结果表明:层合圆管的压缩形变过程经历3个阶段,即线弹性阶段、屈服平台阶段和紧实阶段;紧实应变可用多孔铝合金的紧实应变表示;由应力—应变曲线计算出层合圆管的能量吸收性能,发现其吸收能量超过铝合金空管和中空多孔铝合金吸收能量之和;同时其吸能效率高于60%。

噪声污染对人居环境的影响越来越明显,因此,减少噪声污染的意义重大。本文利用抛光废料作为原料重复利用,同粘土、石英及长石制备吸声陶瓷材料骨架,利用碳化硅、硅藻土和硅酸盐水泥的几种发泡造孔剂,研究它们在多孔骨架材料中的用量及对吸声性能的影响,同时,探讨了最佳制备工艺及烧成制度。本文利用干法混入硅酸盐水泥的方式,能够制备出吸声性能较好的吸声陶瓷材料,其平均吸声系数为0.4。

对多孔混凝土的吸声性能进行了研究,研究结果表明,随着设计空隙率的增大,多孔混凝土试样的吸声系数峰值对应的共振频率向高频发展,综合平均吸声系数逐步增加;在空隙率相近的情况下,随骨料粒径的增加,其综合平均吸声系数有降低的趋势;在空隙率、粗骨料级配相同的条件下,试件厚度越小,其吸声系数峰值所对应的共振频率越高。

多孔金属材料高温吸声性能测试及研究

电动汽车目前还没有大规模推广,一部分原因在于它虽然可以满足日常人们上下班的需求,但是它的电池难以维持远距离行驶。日本企业住友电工近日研发出一种给电池增容的新办法——在锂电池中使用多孔铝合金做阳极改善电池容量,利用这种方法可以将现有电池的容量增加150%-300%,这意味着可以将电动汽车的行驶范围扩大50%-200%。这种新型铝材料不仅密度低、电导率低,而且抗腐蚀,非常适合在频繁充放电的锂电池中使用。

利用熔体发泡技术制备不同孔径和气孔率的泡沫铝,对不同气孔率的原始状态泡沫铝以及孔径为1.1mm的穿孔泡沫铝的吸声性能进行研究。结果表明:未设置背腔时,原始状态泡沫铝的吸声性能不高,设置背腔后,由于泡沫铝中所含通透结构的作用,泡沫铝的吸声性能明显提高;穿孔泡沫铝的穿孔率在0.5%～1.0%范围,设置60～80mm背腔时可使降噪系数超过0.42,比原始状态泡沫铝不设置背腔时的降噪系数高2倍左右;穿孔泡沫铝设置背腔后的吸声特性符合helmholtz共振吸声的规律,但受到穿孔结构、泡沫铝原本存在的缺陷组成的通透结构和气泡孔在穿孔过程中被打开的小开口等因素的影响。

为更全面地反映闭孔泡沫铝材料的吸声降噪能力,从密度、厚度、背后空腔深度、打孔率几个方面,对闭孔泡沫铝材料的吸声性能进行研究.改变以往单纯用吸声系数的峰值表征的方法,而是用吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个指标来评价闭孔泡沫铝材料的吸声性能.通过驻波管法测试吸声系数,用origin软件进行吸声曲线的分析,建立一次函数.结果表明:在以往研究中个别吸声系数的峰值较高的样品,整体吸声效果不佳;而一些吸声系数的峰值处于中等水平的却具有较好的整体吸声效果,因此更适合于在实际应用中用于吸声结构的设计.

建筑物,特别是高级民用建筑,其室内装饰材料,多年来,往往使用胶合板。由于声学功能的需要,又用穿孔胶合板(包括空腔内填放吸声材料)。如此装修,施工简单,朴实庄重。但所有工程皆此做法,色彩又没有变化,故显得沉闷,单调无味。结合我院八十年代援建的埃及开罗国际会议中心工程,试用无纺针剌毡加穿孔板复合结构,进行室内装修。本文介绍该材料的吸声性能和特点,以供参考。

无纺针刺毡,穿孔板结构吸声性能评述

制备了3种特殊孔结构的al-si12泡沫铝,并研究了特殊孔结构对泡沫铝吸声吸能的影响。结果表明,与常规单一孔结构泡沫铝相比,特殊孔结构泡沫铝在高频区和低频区的吸声效果较强,而在中频区吸声效果相对较差。对于层状周期孔结构、层状梯度孔结构和宽孔径范围孔结构的泡沫铝,层状周期和层状梯度的层数越多或孔隙率越大,其吸声吸能越好。

温度场作用下的多孔金属材料吸声性能计算

厚微穿孔板的微孔一般均为直通孔,虽然板厚的增加使其应用范围更广,但板厚改变的同时,微穿孔板的声阻抗也会相应改变,从而导致无法达到如薄板的吸声性能。减小厚板对吸声性能影响的一种方法是采用变截面微穿孔结构。以10mm厚环氧树脂基微穿孔板为研究对象,通过溶芯浇注成型的方法制备具有变截面孔的厚微穿孔板并测试其吸声性能。实验结果显示当直通孔变为变截面孔后,吸声频带有所拓宽,当变为大锥形孔时,微穿孔板的有效吸声频带从300～700hz增宽至310～830hz,平均吸声系数从0.45增加到0.54。

以厚度为10mm的环氧树脂基厚微穿孔板为研究对象,分别选择空气、水、聚乙烯醇、羊毛纤维作为孔中介质,研究各种介质对微穿孔板吸声性能的影响。结果发现,通过在孔中加入纤维材料可以在一定程度上弥补因材料厚度增加而导致的吸声性能的减弱。当平均每孔中穿入53根羊毛纤维,后空腔深度为20mm时,厚微穿孔板共振吸收频率为956hz,峰值吸声系数可达0.94。有效吸声频带范围为612hz-1600hz以上。

铝合金穿孔条板是现代建筑中一种新型的吊顶及墙面装饰材料。而且还可以组成良好的吸声体，常用于宾馆大堂、机场候机厅、地铁车站、商场、展览大厅、计算机房等建筑。本文介绍了两种吸声结构，在五种空腔条件下的吸声特性，其中包括５００ｍｍ和１０００ｍｍ的大空腔。同时还分析了吸声峰值频率，其预计值和实测值基本相符

提出在薄微穿孔板微孔中穿入铜纤维的结构,有效拓宽薄微穿孔板的吸声频带,提高吸声系数,使微穿孔板吸声性能在中低频得到很大的提高。研究结果表明,样品直径为100mm,29mm,穿孔直径为1mm,厚度2mm,穿孔率为3%的微穿孔板,穿入铜纤维的直径为0.13mm,穿入铜纤维为3和4根时,在100hz~1600hz内,共振吸声系数α0达0.99;穿入7至9根时,吸声频带可拓宽1000hz以上;随着穿入纤维数量的增加,吸声频带显著向低频移动,当穿入11根时,移动幅值为464hz。

在穿孔板结构设计中,蜂窝芯夹在两层金属穿孔面板之间,主要增加了板的刚性,同时一定程度上提高了其低频吸声系数;板后吸声薄层增加了穿孔吸声板的声阻,拓宽其吸声频带宽度,提高了吸声效果。本研究通过测试穿孔板结构的吸声系数,研究了不同结构参数(主要是穿孔板的厚度、穿孔率等)及板后空腔深度对其性能的影响。实验表明,吸声薄层的加入及板后空腔的设计,使蜂窝穿孔金属吸声板具有较宽的吸声频带、理想的共振频率、较高的吸声系数,特别是对船艇机舱噪声辐射峰值具有良好的吸声效果。

用自行研制的ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃泡沫材料制成微穿孔板，研究其吸声特性及规律，并与ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃非泡沫材料微穿孔板进行对比。结果表明，泡沫材料微穿孔板吸声体在中、低频率区域的最大吸声因数可达０９８以上；在１２５～２０００ｈｚ范围内平均吸声因数可达０５２以上。

本文对dam复合型阻尼吸声穿孔板吸声性能进行了较为系统的研究，讨论了填充吸声材料，b腔厚度，阻尼穿孔板孔径，穿孔率对吸声性能的影响。理论与试验结果的一致性，对确定dam复合型阻尼吸声穿孔板结构具有重要的指导意义。

为了得到微穿孔组合夹芯板的吸声性能与极限承载力,根据声学的有关知识和结构的基本原理[1],对组合板进行分析,用混响室法进行试验测量,同时应用统计能量软件autosea对这一新型板材的吸声性能进行分析,试验结果和统计能量分析的结果吻合良好,两者均说明微穿孔夹芯板具有较大吸声系数,吸声效果很好,并取得同时具有cma和cnal资质的测试数据。用有限元理论,分析厚度分别为50、80、100mm的微穿孔组合夹芯板在正向加载和反向加载情况下的抗弯承载力及弯曲变形,分析其受力变形机理,提出剪力分配系数这一概念,从而对最终设计公式进行了修正,并将修正承载力公式计算结果与有限元分析结果和简支梁公式计算结果相比较,验证了修正公式的可行性,给出微穿孔组合夹芯板的承载力设计公式及相关参数。

选择厚度为2mm的薄微穿孔板,研究羊毛纤维穿入率、穿入量和穿孔率对微孔板吸声性能的影响。在100~1600hz范围内,随着羊毛纤维穿入率和穿入量的增加,共振吸声频率均向低频移动,吸声频带都得到拓宽。当羊毛纤维穿入率从0%增加到100%时,共振吸收峰向低频移动了340hz,频带拓宽346hz以上。当穿入量从0根增至160根时,共振吸声频率向低频移动340hz;当穿入量约为106根时,频带拓宽360hz以上,共振吸声系数为0.92。而当穿孔率为1%时,穿入羊毛纤维使最大吸声系数降低,吸声频带变窄;但随着穿孔率的增加,穿入羊毛纤维可以显著拓宽微穿孔板的吸声频带,共振吸声系数也随之增大。当穿孔率为6%时,穿入羊毛纤维前后,最大吸声系数从0.68增至0.97,共振吸声频率从1158hz降至986hz,频带拓宽了674hz以上。穿孔率越大,羊毛纤维改善微穿孔板吸声性能的优势越显著。