论文摘要
多孔金属材料是近十几年来发展起来的一种新型材料。作为结构材料,具有轻质,高强度比的特点;作为功能材料,具有减振、阻尼、吸声、吸收冲击能等多种物理性能。因此,在一般工业领域和高新技术领域展现出良好的应用前景,对它的研究一直方兴未艾,是材料学、流变学等交叉学科研究的前沿课题之一。在充分了解多孔吸声材料国内外发展状况的基础上,本文揭示多孔金属材料中波的传播和吸声性能,对多孔金属材料吸声理论、吸声特性及影响因素进行深入研究。简单介绍多孔金属材料中波的传播,简单介绍了Biot理论,在Biot模型的基础上,应用有限单元法建立泡沫金属材料的耗散势即多孔金属中波传播模型。分析了声波在流动流体中的传播,建立了多孔金属材料中声波传播数学模型。微穿孔板作为多孔板中的特例,其耗散势是喷射式的,而多孔金属材料的吸声特性有所不同,其耗散势是非线性的。本文以多孔管为理想模型,建立多孔金属材料内部声波传动特性模型并做了吸声性能的研究。应用Biot-allard模型分析影响泡沫金属材料吸声特性的参数。影响材料吸声的主要参数有材料厚度,孔隙率,空腔厚度,表面涂层,环境温度等因素,本文主要研究了材料厚度和孔隙率的影响。得出结论从吸声曲线看出,吸声系数随着频率的变化趋势是“升高-波峰-降低-波谷-升高”,而且随着多孔金属材料厚度的增加,其吸声系数增大,特别在低频吸声变化明显,但厚度超过一定值时,吸声效果变化不明显。而当孔隙率变化,吸声系数随着孔隙率的增大而增大,当孔隙率达到0.8左右吸声效果最好,但是孔隙率增大到一定值,其吸声系数就会有所减小。