泡沫金属的吸声特性及研究进展

第25卷第10期电力科学与工程Vol.25,No.1040

2009年10月Electric Power Science and Engineering Oct.,2009

收稿日期：2009

20.

作者简介：李海斌(1985－),男,华北电力大学数理学院硕士研究生.

泡沫金属的吸声特性及研究进展

李海斌，张晓宏

（华北电力大学数理学院，河北保定071003）

摘要：对泡沫金属吸声性能研究的进展进行了综述，介绍了泡沫金属的结构特性、吸声机理、影响其吸声性能的主要因素，以及其发展前景。

关键词：泡沫金属；吸声性能；吸声机理；赫姆霍兹共振器中图分类号：O421.5

文献标识码：A

0引言

随着现代工业的发展，噪声已经成为当今世界三大污染源之一。噪声控制问题已逐渐引起了各国政府和科技工作者的重视[1,2]。

目前，噪声主要的解决办法是采用吸声材料进行吸声降噪处理。传统的吸声材料主要有有机纤维材料、无机纤维材料以及泡沫聚合物材料。这些材料的强度低、性脆易断、使用寿命短、易潮解、吸尘易飞扬，容易造成二次污染等，从而限制了这些材料在工业上的应用[3~5]。随着科技和制造工业的发展，一种新型的多孔吸声材料也应运而生，这种材料即为泡沫金属材料。

1泡沫金属的结构特性

目前，泡沫金属从结构上可以分为[6~8]：开孔、闭孔以及半开孔泡沫金属。开孔泡沫金属具有蜂窝状连续金属骨架结构，其内部具有大量的气孔，且所有的孔都是连通的，孔的周围由金属材料构成蜂窝状多边形立体网络；闭孔泡沫金属内部具有大量的气孔，但孔是相互独立的，孔与孔之间并不连通；而半开孔泡沫金属内部不仅有连续的孔结构，还有相互独立的孔存在。图1为开孔型泡沫金属的外观结构。

一般，泡沫金属具有如下几个结构特性[6~8]：

(1)重量轻，比重小。泡沫金属的比重仅为同体积金属的1/50~3/5。(2)孔隙率高。一般的泡沫金属的孔隙率为40%~90%，而海绵状发泡金属材料的孔隙率可高达98%。(3)比表面积大。泡沫金属的

比表面积可达10~40cm 2/cm 3。

(4)孔径范围较大：通过特殊的工艺，可以使孔径控制在微米级至厘米级之间。

2泡沫金属的吸声机理

一般的多孔材料内部具有无数的微孔和间隙，

孔隙间彼此贯通，且通过表面与外界相通。只有材料的孔隙对表面开口，孔孔相连，且孔隙深入材料内部，才能有效地吸收声能。

Chen 和He 于2000年，对半开孔泡沫金属进行了研究[9]；Han 等人也于2002年，对开孔泡沫金属进行了研究[10]。他们发现：当声波入射到材

图1开孔型泡沫金属外观结构

李海斌，等泡沫金属的吸声特性及研究进展

第10期41

料表面时，一部分在表面被反射掉，另一部分则透入到内部向前传播。在材料内部传播过程中，由声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动，造成空气和孔壁的摩擦，紧靠孔壁表面的空气受孔壁的影响不易动起来。由于摩擦和粘滞力的作用，相当一部分声能转化为热能，从而使声波衰减，反射声波减弱，从而达到吸声的目的。其次，小孔中的空气和孔壁之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减。

此外，通过结构设计，使泡沫金属材料背后留有空腔，也可以提高开孔和半开孔泡沫金属低频吸声特性，其机理主要是赫姆霍兹吸声共振器原理[10]：入射声波的频率与泡沫金属结构的固有频率相吻合，产生共振，从而引起较大的能量损耗。

Han等人[10]对闭孔型泡沫金属进行研究发现：闭孔泡沫金属由于其内部孔与孔之间相互独立，且孔与表面不连通，当声波入射到材料的表面时，难以到达材料的内部，绝大部分声波被反射回去，故闭孔泡沫金属的吸声性能很差。但王月等人研究发现，可以通过机械压裂泡沫金属的孔胞壁，使闭孔结构转变为微通孔，从而改善其吸收性能。

3影响泡沫金属吸声性能的主要因素

近十几年来，国内外已有许多科研者对影响泡沫金属吸声特性的因素进行了研究，也取得了一定的结果。在众多被研究因素中，主要的有材料的流阻、厚度、孔径、孔隙率、以及材料背后有无空腔及空腔厚度。

(1)空气流阻的影响

Han和Zhu等人[11]研究了孔径和孔隙率分别为0.5~5.0mm和66%~86%的泡沫铝的声吸收行为后，提出：空气流阻可以作为评价刚性骨架多孔材料吸声性能的标准。泡沫金属存在一个最佳的流阻值，过高和过低的流阻值都无法使材料具有良好的吸声性能。当材料厚度不大时，流阻越大，说明空气穿透量越小，吸声性能会下降；若流阻太小，声能因摩擦力、粘滞力而损耗的功率也将降低，吸声性能也会下降。此外他们还发现，当材料厚度足够大时，比流阻越小，吸声系数就越大。

(2)材料厚度的影响

卢天健以及王月等人[12~15]先后研究发现：泡沫金属材料在低频处的吸声性能都比较差，高频的吸声与之相比较好。当材料的厚度较小时，其在低频和高频处的吸声系数都普遍不高。当样品的厚度增加时，吸声频谱峰值随之增大，同时吸声频谱峰值也向低频方向移动，低频吸声系数得到提高，但对高频吸收的影响很小。当厚度继续增加到一定时，吸声频谱变化不大，平均吸声系数变化也不大。

(3)泡沫金属背后空腔的影响

Han和Seiffert等人[10]于2002年对开孔泡沫铝的声学性能进行研究发现：当泡沫金属背后有空腔时，声波在低频区吸声系数比无空腔时有显著增大。他们认为，泡沫金属内部存在着大量的相互连通的细孔，且这些细孔通过表面与外界连通，孔通道相当于共鸣器的短管，空气层相当于容器，所以这些细小的通道和背后封闭的空腔就构成了无数的赫姆霍兹共振器，且这些共振器的共振频率多处在低频附近。正是由于这些大量的复杂的赫姆霍兹共振器存在，声波入射材料时，引起泡沫金属的结构共振，从而使大部分的低频声波被耗散。此外他们还发现：随着背后空腔厚度的增加，最大吸声系数峰值的频率也向低频方向移动。

(4)泡沫金属孔隙率的影响

卢天健，Hess等人于1999年，从理论上对泡沫金属进行了模型分析[12，13]；王月等人[14，15]在1999年前后用驻波管法测量了泡沫金属的吸声系数；王录才，王芳等人[16，17]也于2004年对泡沫金属进行了研究。他们发现：泡沫铝的孔隙率对吸声性能影响很大，而且孔隙率高的泡沫铝的吸声性能明显好于孔隙率低的泡沫铝的吸声性能。通过增加孔隙率可以提高泡沫铝的吸声性能，但孔隙率过大会导致泡沫铝强度过低，影响其工程应用。

(5)泡沫金属孔径大小的影响

Wang，Lu和Hess等人[18~20]研究发现：孔径的大小直接影响泡沫金属的吸声系数，当孔径增大时，由于空气流阻变小，粘滞力和摩擦力的效率也相应变小，相应材料吸声系数也降低。当孔径减小时，由于此时空气流阻相应增加，所以泡沫金属的吸声系数也相应增加。然而，当孔径继续减小，空气流阻过分增大时，空气的流通变小，不利于声波的传播，粘滞力和摩擦力也相应的变小，最终使得材料的吸声变得很差。可见，泡沫金属存在一个最佳的孔径使得吸声系数最大。

电力科学与工程

422009年

4结束语

目前，对泡沫金属材料的研究主要的精力都集中在其力学性能、热学性能而忽视了对泡沫金属吸声性能的进一步研究。通过众多的文献资料[18~23]，可以发现泡沫金属在低频段的吸声效果比起其在高频段的要差。虽然引入背后空腔可以改善低频吸声性能，但对高频吸声性能有较大影响。因此，如何进一步提高泡沫金属低频段的吸声系数，如何使泡沫金属在整个频段都具有优异的吸声效果，如何利用最少的材料以及最小的占用空间来达到最佳的吸声效果这些问题都没有得到较好解决。而这些方面的研究对泡沫金属的应用有着极其重要的意义，同时必将成为下一步研究的主题。

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Sound Absorption Properties and Applications of Metal Foam

Li Haibin,Zhang Xiaohong

(School of Mathematics and Physics,North China Electric Power University,Baoding071003,China)

Abstract:Metal foams,as a new-type porous sound-absorbing material,have been developing rapidly in recent years.It has a three-dimensional interconnected structure,which is made of continuous or non-continuous gas and metal.Therefore it brings about excellent absorption properties.Metal foam can be used in many fields,especially in our working and military fields.The sound absorption properties of metal foam have been reviewed in this paper.The detailed description for the sound absorbing foamed metals has been given,which covered the manufacture process,structural characteristics,sound dissipation mechanisms,the impact of its acoustic properties of the factors,and applications.

Key words:metal foam;sound absorption;sound dissipation mechanisms;Helmholtz resonator

泡沫铝研究综述

泡沫铝研究综述 班级:材科102班 姓名：吴凯 学号：201004055 指导教师：吕平

泡沫铝研究综述 吴凯青岛理工大学 摘要：泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料。本文首先介绍在制造泡沫铝 的过程中起了至关重要的作用的发泡剂。泡沫铝中气源主要分为H 2源和C0 2 气源， 氢化物发泡剂应用较为普遍；其次对泡沫铝动态压缩力学性能的实验测量技术进行了总结；另外分析总结了泡沫铝随着气孔孔径的减小，它的力学性能、电磁屏蔽效能、吸音性能的变化；最后，介绍了泡沫铝作为结构材料、功能材料及功能结构一体化材料应用的研究现状。 关键词：泡沫铝；发泡剂；力学性能；冲击荷载；小孔径 Abstract:Foam aluminum is a new lightweight structure and function of materials. This paper describes the process in the manufacture of aluminum foam played a crucial role in the blowing agent. Aluminum foam in the gas source is divided into H2gas supply sources and CO2, hydrides foaming more general; followed by dynamic compression of aluminum foam mechanical properties of experimental measurement techniques are summarized; another analysis summarizes the aluminum foam with pore size decreases, its mechanical properties, changes in electromagnetic shielding performance, acoustic performance; Finally, the research status of aluminum foam as a structural material, structural and functional integration of functional materials materials applications. Keywords:Foam aluminum；Vesicant；Mechanical Properties；Impact load；Small Aperture 引言 泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料，粉末冶金法是一种制备泡沫铝的重要的方法。在泡沫铝内部含有大量分布可控的孔洞，并以孔洞作为复合相的新型复合材料，具有良好的吸能、减震、缓冲、隔音吸声、隔热、电磁屏蔽、质量轻、高比能等优良的物理和力学性能。另外，研究小孔径泡沫铝对泡沫铝的发展有重要意义，当泡沫铝气孔细化到lmm左右时，可分散细化缺陷，使泡沫铝的结构均匀性提高，而泡沫铝孔结构的均匀化可使其形变的不均匀性降低。研究表明，平均孔径的减小可以使泡沫铝力学性能、能力吸收性能等得到提升。因此，研究小孔径泡沫铝、全面提升泡沫铝性能是当今泡沫铝的重点研究方向之一。正因为泡沫铝有如此多有意的性能，近些年来它在航空航天、汽车、船舶、建筑、装潢、环保、医药等领域被广泛使用。 1.泡沫铝发泡剂 铝的熔点为660℃，通常低温发泡剂不适合金属铝的发泡。在泡沫铝的生产中应用较多的是无机类热分解型发泡剂。概括起来主要是氢化物型和碳酸盐型。 1．1氢化物发泡剂 在众多的氢化物中，TiH 2和ZrH 2 被认为是最佳的发泡剂[1]，原因是它们在 400～600℃释放出发泡气体——氢气，这与铝金属的熔点(660℃)和铝合金的熔点(577℃)比较接近[1]。工业生产中，由于成本和资源等因素，TiH 2 应用比较普遍， 因此国内外发泡剂研究通常集中在TiH 2方面。可以利用未经处理的TiH 2 所释放的

影响材料吸声性能的因素之欧阳歌谷创编

离心玻璃棉的建筑声学特征及应用 欧阳歌谷（2021.02.01） 离心玻璃棉内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸声材料，具有良好的吸声特性。离心玻璃棉可以制成墙板、天花板、空间吸声体等，可以大量吸收房间内的声能，降低混响时间，有利于提高语言清晰度，也有利于减少室内噪声。在轻体隔墙的空腔内填入离心玻璃棉，不但起到良好的保温作用，还可以较大幅度地提高墙体的隔声性能，有利于隔绝噪声，也有利于保证室内谈话的私密性。使用离心玻璃棉制成管道或风机罩的衬里可以起到消声作用，有利于降低管道中气流和机械振动产生的噪声，使空调系统更加安静。离心玻璃棉具有良好的弹性，可以作为楼板减振垫层的主要材料，显著地降低楼上的脚步、奔跑、拖动物品等撞击产生的噪声对楼下房间的影响。 离心玻璃棉的声学特性不但与厚度和容重有关，也与罩面材料、结构构造等因素有关。在建筑应用中还需同时兼顾造价、美观、防火、防潮、粉尘、耐老化等多方面问题。本文将就离心玻璃棉相关的建筑声学基本概念、建筑吸声应用、建筑隔声应用、建筑消声应用、国内外不同声学产品对比，以及相关的国家规范标准等方面近可能详细地讨论离心玻璃棉的建筑声学特性及应用。 一、建筑声学的基本概念 1)声音? 物体的振动产生“声”，振动的传播形成“音”。人们通过听觉器官感受声音，声音是物理现象，不同的声音人们有不同的感受，相同声音的感受也会因人而异。美妙的音乐令人陶醉，清晰激昂的演讲令人鼓舞，但有时侯，邻居传来的音乐声使人难以入睡，他人之间的甜言蜜语也许令人烦恼。建筑声学不同于其他物理声学，主要研究目的在于如何使人们在建筑中获得良好的声音环境，涉及的问题不局限于声音本身，还包括心理感受、建筑学、结构学、材料学甚至群体行为学等多方面问题。 人耳的听觉下限是0db，低于15db的环境是极为安静的环境，安静的会使人不知所措。乡村的夜晚大多是25-30db，除了细心

非线性环节对系统动态过程影响解析

非线性环节对系统动态过程的影响 实验报告

实验七非线性环节对系统动态过程的影响 一、实验目的 1．熟悉几种典型非线性环节特性及其对系统动态性能的影响。 2．掌握相平面法和描述函数法研究非线性系统稳定性的方法。 二、实验原理 1．被控对象的模拟电路图及系统结构图如图 2.7.1 和图 2.7.2 所示。 2. 非线性环节由计算机模拟产生，分别为： (1) 摩擦特性，如图 2.7.3。 M=1

图2.7.3 摩擦特性 (2) 饱和特性，如图 2.7.4。 k=1，s=0.5 k=1，s=2 (3) 继电特性，如图2.7.5。 M=1，h=0.5 三、实验设备 实验系统如图 2.7.6 所示，包括： 1. 数字计算机 2. 电子模拟机 3. 万用表

4. 测试导线 四、实验原理 1. 非线性系统和线性系统存在本质差别： (1) 线性系统可采用传递函数、频率特性、脉冲过渡函数等概念，同时由于线性系 统的运动形式和输入幅值、初始状态无关，通常是在典型输入函数和零初始条件下进行研究。 (2) 非线性系统由于叠加原理不成立，线性系统的上述方法不适用，所以常采用相平面方法和描述函数方法进行研究。 2. 实验从两方面观察非线性：相轨迹和动态响应 (1) 相轨迹：相平面上的点随时间变化描绘出来的曲线叫相轨迹。相平面的相坐标为c和，实验软件当中给出的就是在此坐标下自动描绘的相轨迹。 初始条件不同，系统的运动趋势不同，所描绘的相轨迹也会有所不同。 (2) 动态响应：对比有无非线性环节时系统动态响应过程。 五、实验内容 1. 分别画出摩擦特性、饱和特性、继电特性、线性、死区特性的相轨迹，以及动态响应过程

水下吸声覆盖层结构及吸声机理研究进展

第31卷第8期2009年8月舰　船　科　学　技　术 SH I P SC I E NCE AND TECHNOLOGY Vol .31,No .8 Aug .,2009 　 水下吸声覆盖层结构及吸声机理研究进展 罗　忠1 ,朱　锡1 ,林志驼2 ,王卫忠 2 (1.海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033;2.海军92143部队,海南三亚572021) 摘　要:　经过50多年的发展,尤其是近20年中,在水下目标声隐身背景需求的促进和推动下,以吸声覆盖层为主要研究对象的声隐身结构研究,已经建立了完整的理论框架。本文将目前国内外主要的吸声覆盖层结构分为粘弹性复合吸声结构、周期散射复合吸声结构、孔腔谐振吸声结构等,比较了各种吸声覆盖层的结构形式对吸声性能的影响,并从吸声机理出发,分析了各种吸声覆盖层结构的主要研究方法,最后展望了我国水下吸声覆盖层结构及吸声机理研究的趋势。 关键词:　声隐身;吸声覆盖层;粘弹性;散射;谐振 中图分类号:　T N91117 文献标识码:　A 文章编号:　1672-7649(2009)08-0023-08　DO I:1013404/j 1issn 11672-7649120091081002 A rev i ew of underwa ter anecho i c coa ti n g structure and absorpti on theor i es LUO Zhong 1 ,ZHU Xi 1 ,L IN Zhi 2tuo 2 ,WANG W ei 2zhong 2 (1.College of Naval A rchitecture and Power,Naval University of Engineering,W uhan 430033,China; 2.Unit 92143,P LA,Sanya 572021,China ) Abstract:　The require ments of under water acoustic stealth technique had p r omoted the research on under water anechoic coating structure for recent 50years . Accordingly,a comp rehensive theoretical f oundati on had been f or med f or the passed 20years .This paper su mmarized the main structure and valuable results of under water anechoic coatin g .More s pecifically,it classified the main structure int o vis oelastic composite abs or p ti on structures,cycle scattering composite abs or p ti on structures,cavity res onant abs or p ti on structures .The effect of structure for m t o abs or p ti on p r operties was compared .The under water anechoic coating structures and abs or p ti on theories were analyzed .I n the end of this paper,it p r os pected the feature researc h trend on this t op ic in our country . Key words:　acoustic stealth;anechoic coating;viscoelastic;scattering;res onant 收稿日期:2009-02-10;修回日期:2009-03-10 基金项目:国家973重大基础研究基金资助项目(51335020101);国防重点预研基金资助项目作者简介:罗忠(1982-),男,博士研究生,主要从事水下声隐身材料与结构研究工作。 0　引　言 潜艇的最大特点就在于它具有隐蔽性与突发攻 击能力,降低潜艇的声目标强度将减小敌方发现我艇的距离,提高我艇的生存能力,目前主要采用在潜艇壳体上敷设吸声覆盖层结构来降低声目标强度。经过半个多世纪的发展,水声吸声材料的研究已取得了丰硕的成果,以橡胶类和聚氨酯类为基体的水声吸声材料研究日益成熟,内耗大、阻尼性能好的高分子材 料发展为吸声覆盖层提供了更广阔的选材空间,如丁 基橡胶、聚氨酯橡胶、互穿聚合物网络等。当声波通过高分子材料覆盖层时,会将能量传递给大分子链段,引起大分子链段的相对运动,分子链间产生内摩擦将入射声能转化为热能而吸收。 随着潜艇巡航深度的增大和声呐探测技术的不断发展,对潜艇的声隐身技术提出了新的挑战,水下吸声覆盖层结构正朝着耐压、低频和宽频段吸收的方 向发展[1] 。对单一均质材料而言,由于阻抗匹配的

五大类吸声材料及吸声结构简介

五大类吸声材料及吸声结构简介 1、多孔吸声材料 （1）多孔吸声材料的类型包括：有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉，脲醛泡沫塑料，氨基甲酸脂泡沫塑料等。聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不属于多孔材料，用于防震，隔热材料较适宜。 （2）构造特征：材料内部应有大量的微孔和间隙，而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的，而不是密闭的，单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开，使声波易于进入微孔内。 （3）吸声特性主要是高频，影响吸声性能的因素主要是材料的流阻，孔隙，结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。 a.材料厚度的影响任何一种多孔材料的吸声系数，一般随着厚度的增加而提高其低频的吸声效果，而对高频影响不大。但材料厚度增加到一定程度后，吸声效果的提高就不明显了，所以为了提高材料的吸声性能而无限制地增加厚度是不适宜的。常用的多孔材料的厚度为: 玻璃棉，矿棉50—150mm 毛毡4---5mm 泡沫塑料25—50mm b.材料容重的影响 改变材料的容重可以间接控制材料内部微空尺寸。一般来讲，多孔材料容重的适当增加，意味着微孔的减少，能使低频吸声效果有所提高，但高频吸声性能却可能下降。合理选择吸声材料的容重对求得最佳的吸声效果是十分重要的，容重过大或过小都会对多孔材料的吸声性能产生不利的影响。 c.背后空气层的影响 多空材料背后有无空气层，对于吸声特性有重要影响。大部分纤维板状多孔材料都是周边固定在龙骨上，离墙50—150mm距离安装。材料空气层的作用相当于增加了材料的厚度，所以它的吸声特性随着空气层厚度增加而提高，当材料

材料的吸声系数

材料的吸声系数 吸声系数隔振vibration isolation 材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。 α=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r 式中：Ei——入射声能；Eα——被材料或结构吸收的声能； Er——被材料或结构发射的声能； r——反射系数。 名词解释 吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量 分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。 吸声原理 当入射声能被完全反射时，α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数α=0~1，α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。 吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。 分贝、声功率、声强和声压 分贝 人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。 声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 声功率级： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw——声功率级（dB）； W——声功率（W）；

水下吸声材料的研究进展[1]

水下吸声材料的研究进展／石云霞等?４９? 水下吸声材料的研究进展。 石云霞１’２，奚正平２，汤慧萍２，朱纪磊２，王建永２，敖庆波２ （１西安建筑科技大学材料科学与工程学院，西安７１００５５；２西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室，西安７１００１６） 摘要概述了水下吸声机理，综述了常用的吸声材料和吸声结构以及国内外水下吸声材料的研究和应用现状。归纳出水下吸声材料的３个发展方向，即理论计算指导材料设计、提高材料低频吸声性能和增加频宽及提高材 料耐水压和耐蚀性。指出具有高强度、高耐热性、高耐蚀性和良好吸声效果的金属多孔材料，特别是夹心复合吸声结 构具有良好的发展前景。 关键词水声材料消声瓦吸声机理橡胶 ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＳｏｕｎｄ—ａｂｓｏｒｂｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ ＳＨＩＹｕｎｘｉａｌ～，ＸＩＺｈｅｎｇｐｉｎｇｚ，ＴＡＮＧＨｕｉｐｉｎｇｚ，ＺＨＵＪｉｌｅｉ２， ＷＡＮＧＪｉａｎｙｏｎ９２，ＡＯＱｉｎｇｂｏｚ （１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｌｌ７１００５５； ２ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＮｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｘｉ’ａｎ７１００１６） ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅａｃｏｕｓｔｉｃａｂｓｏｒｂｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ１．ｉｎ— ｄｅｒｗａｔｅｒｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｉｍｓａｔｔｈｒｅｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ：ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｇｕｉｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｄｅｓｉｇｎ，ｈｉｇｈｅｒ ｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｗｉｄｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄ，ｈｉｇｈｅｒｗａｔｅｒ－ｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ． Ｐｏｒｏｕｓｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｓａｎｄｗｉｃｈｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓ－ ｔａｎｃｅａｓｗｅｌｌａｓｎｉｃｅｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｌｌｈａｖｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｐｒｏｓｐｅｃｔ， Ｋｅｙｗｏｎｋ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｉｌｅｎｔｔｉｌｅ，ａｃｏｕｓｔｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｒｕｂｂｅｒ ０引言１水下吸声材料的吸声机理 随着声纳探测技术的不断发展和探测能力的不断提高，作为海军常规战略武器装备的潜艇，其隐蔽性受到严重的挑战。降低潜艇自身噪声和艇身对雷达声纳波的反射是提高潜艇隐身性能的主要手段。研究发现，如果舰艇水下噪声降低１０ｄＢ，则敌方探测发现本艇的距离可缩短３２％；而如果声纳平台区自噪声降低５ｄＢ，本艇探测距离可增加６０％，探测目标的海区面积为原面积的３倍［１］。提高潜艇声隐身技术通常采用的方法是在潜艇壳体表面覆盖吸声材料（即消声瓦）。消声瓦敷设在潜艇表面，既能大幅度地吸收对方主动雷达探测声波的能量，减少主动声纳的反射，又可降低艇体振动，减少潜艇内部产生的机械辐射噪声，同时还可以改善艇体表面的流体动力特性，减少航行阻力，提高航速［２］。因此，消声瓦是隐身技术的关键，现已得到各国的重视。目前已开发出多种吸声材料和吸声结构［３－５］。 影响水下吸声材料吸声性能的主要因素是材料体系和声学结构。本文介绍了水下吸声机理，简述了常用的吸声结构，综述了国内外水下吸声材料的研究和应用现状，并对未来的发展趋势进行了展望。 水下吸声材料的吸声机理有３种：（１）材料的粘性内摩擦吸声，也称为阻尼损耗，是指声波进入材料后引起相邻质点运动速度不同，由相对运动而产生内摩擦，这可以使相当一部分声能转化为热能而引起声波衰减。（２）材料的弹性弛豫过程吸声［６ｊ，声波进入材料后使材料中的分子由球形变为椭圆形。而分子链本身并无变化，这种变形有明显的弹性滞后现象，使得材料在变形和恢复过程中，变形落后于应力的变化，使声能转变为热能。（３）波形转换，即入射纵波在粘弹性材料中引起的体积形变产生波形变换，使纵波变换成具有高损耗因子的剪切波而达到吸声作用。 材料的声阻抗（材料密度与材料声速的乘积）和材料衰减常数是决定吸声性能的２个重要参数。在阻尼材料中，纵波的传播速度ｃ。和衰减常数口，分别为： ，．一，厂！！！±ｔ璺业］÷ ” ”Ｌ１＋（１＋ｔａ耐）÷。 。；土』！塑璺堕￡ ～ Ｃｏ｛（１＋ｔａｎｏ蟹，）［１＋（１十ｔａｎ辞）＋］）＋ Ｃｏ＝Ｅ（ａ＋２“）／ｐ３， ＊国家９７３计划资助项目（２００６ＣＢ６０１２０１Ｂ） 石云霞：女，１９８２年生，硕士研究生Ｔｅｌ：０２９—８６２３１０９５Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｉｙｕｎｒｄａ９９９６６６＠１６３．ｔｏｍ万方数据

(吸声)一种新型泡沫铝及其表面改性

文章编号:1005-2046(2008)01-0020-04 一种新型泡沫铝及其表面改性 杜春风1 ,宋焕成1 ,邱嘉杰 2 (1.同济大学材料科学与工程学院,上海200092;2.同济大学航空航天与力学学院,上海200092) 摘 要:介绍了三种典型的泡沫铝制备方法,并比较了它们各自的优缺点。其中熔体吹气发泡法是一种新型的制备方法,此法生产的泡沫铝比重较轻,可以有效地节约资源,但其孔径大,降低了吸声系数。针对此项不足,采用表面复合铝纤维及高分子纳米涂层的方法,有效地加强了其吸声效果。 关键词:泡沫铝:熔体发泡剂法;熔体吹气发泡法;铝纤维;涂层中图分类号:TF821 文献标识码:A New Type Aluminum Foam and Its Surface Modifying DU Chun -feng 1 ,SONG Huan -cheng 1 ,QIU Jia -jie 2 (1.School o f Material Science &Engineering,Tongji University ,Shanghai 200092,China;2.School o f Aerospace and Mechanics ,Tongji University ,Shanghai 200092,China)Abstract:Three typical aluminum foam preparation methods are presented with their respective advantages and disadvantages compared.The melt inflation method is a new preparation method.I t produces aluminum foam of lower specific gravity and therefore can save resources.But its large aperture reduces the sound absorption coefficient.In order to avoid this shortage,a composite method of coating the foam surface with nanometer fiber and polymer is used to enhance its sound absorption effect.Key words:aluminum foam;melt foaming agent method;melt inflation method;aluminum fiber;coating 收稿日期:2007-12-06 作者简介:杜春凤(1986-),男,本科生,主攻金属功能材料的研究。 0 前 言 噪声污染是当今世界三大环境污染之一,严重危害人们身体健康。其中,交通噪声问题比较突出,如城市地铁轻轨、公路高架等场所,对周边环境的影响较大,解决的难度也较大。目前主要的解决办法是采用隔声吸声材料进行吸声降噪处理[1] ,其中泡沫铝是一种新型的降噪吸声材 料。与其他的声屏障等隔声材料相比,泡沫铝具有其他材料无法比拟的优良性能[2] 。首先,耐高温,且受热时也不会释放有毒物质,有利于环 保;其次,刚性很大,可制成独立的吸声板材;第三,不受潮,不易污染,即使污染也很容易清洗,即可恢复原貌;第四,回收再生性强,对资源的有效利用与保护环境极为有利,由于它是一种超轻型材料,便于运输和施工与装配。泡沫铝 第29卷 第1期上海有色金属 Vol 129 No 112008年3月 S HANGHAI NONFERROUS ME TALS M ar. 2008

爆炸冲击作用下泡沫金属材料动态力学特性研究综述

泡沫铝材料抗爆炸冲击问题研究综述 摘要：为对泡沫铝材料在抗爆炸冲击方面应用的相关研究有全面的了解，本文从泡沫铝材料抗爆炸冲击问题所涉及到的材料本身动力学特性、材料内部冲击波传播规律和常见的抗爆炸冲击应用的材料结构形式—含泡沫铝的多层结构的抗爆特性三方面出发，对泡沫铝在爆炸冲击作用下的动力学问题的研究现状进行梳理和评价。研究可为泡沫铝在抗爆炸冲击方面的进一步应用提供有益的借鉴。 关键词：泡沫铝爆炸冲击多层结构 1前言 泡沫金属材料作为一种含有无序微结构的高孔隙率、低密度的超轻多孔金属材料，具有承载、传热、降噪、电磁屏蔽、减振、吸能等多功能特性。特别是其在静态和动态载荷下表现出应力平台效应，能吸收大量压缩能量，从而具备优良的缓冲吸能性能，故在军用车辆、舰船以及防护工程结构等防爆炸冲击方面受到广泛的关注。但在近二十年来对其力学行为所展开的广泛和深入的研究当中，以准静态加载条件下的力学行为研究最为充分，高加载速率、高应变率的动态加载条件下的材料力学行为较为复杂，研究难度也较大。国内外对泡沫铝材料在爆炸冲击载荷作用下相关问题的研究，主要集中在材料本身的动力学行为（即在冲击作用下，材料变形和失效机制等）和材料内部冲击波的传播两个方面。本文将从这两方面出发，对泡沫铝在爆炸冲击作用下的动力学问题的研究现状进行梳理，并对其常见应用形式—含泡沫铝的多层结构的抗爆特性展开评述，为泡沫铝在抗爆炸冲击方面的应用提供有益的借鉴。 2爆炸冲击作用下泡沫铝材料动态力学行为研究 2.1泡沫铝材料动态应力-应变行为 爆炸冲击作用下的泡沫铝材料的动态应力-应变行为的研究主要借助SHPB等试验方法对材料进行动态冲击加载获取相应的应力-应变曲线。与静态加载条件下的材料应力-应变行为的研究结果不同，泡沫铝动态应力-应变行为的研究，国内外不同学者存在不同的研究结论，甚至是相反的。大体而言，对于泡沫铝动态压缩力学应力-应变曲线整体特性的描述基本一致，即其应力-应变曲线表现出三个显著的阶段：线弹性区、屈服平台区和致密固化区，这也是高孔隙率泡沫铝材料具有良好吸能特性的原因所在。但对于泡沫铝动态应力-应变曲线是否与加载应变率相关，则存在不同看法。 如Deshpande和Fleck2000[1]等人在早期采用传统的分离式hopkinson压杆对泡沫铝所做的高应变率（5000s-1）条件下的冲击压缩试验结果表明高应变率范围内材料的应力应变曲线与静态曲线相似，故认为泡沫铝材料对应变率不敏感。国内王青春等2004[2]、王志华等2006[3]、郭国伟等2008[4]对孔泡沫铝进行的中等应变率以下的冲击试验，也认为试验所考察的泡沫铝材料的应力-应变曲线与应变率关系不大。 与上述研究结论不同，Dannemann2000[5]等采用与Deshpande等人完全相同的实验技术和泡沫铝试件，进行的冲击试验结果却表明泡沫铝的动态力学行为是与应变率相关的。国内曾斐2002[6]、胡时胜

影响吸声材料吸声性能的因素

影响吸声材料吸声性能的因素 天津柱杞隔音，吸音材料的性能分析和影响因素！ 影响吸声材料吸声性能的几个因素 多孔吸声材料对高频声吸声效果好，而对低频声效果较 差，这是因为多孔材料的孔隙尺寸与高频声波的波长相近所 致。要想展宽多孔吸声材料的吸声带宽，提高材料的吸声效 果，要从材料的内在因素和使用中的安装与构造两方面去考 虑.多孔材料的吸声性能，主要受材料的流阻、孔隙率、结构 因子、厚度、堆密度、材料背后的空气层、材料表面的装饰处理以及使用的外部条件等的影响，在使用中要注意扬长避短。 1.材料的流阻 它是多孔吸声材料本身透气性的物理参数当声波引起空气振动时，有微量空气在多孔材料的孔隙中通过，这时材料两面的静压差与气流线速度之比，即为材料的流阻，单位是kg/(m3·s)。流阻的大小，一般与材料内部微孔多少、大小、互相连通的程度等因素有关，它对材料吸声性能的影响有着重要作用。 对于一定厚的多孔材料有一个相应合理的流阻值，过低或过高的流阻值吸声系数都不是最佳。因此通过控制材料的流阻可以调整材料的吸声性能。一般薄而稀疏的材料流阻很低;吸声就差，而闭孔的轻质的多孔材料流阻很高，吸声作用很小，甚至没有。 2.孔除率 孔隙率是指多孔材料的空气体积与材料总体积之比，常用百分数表示。一般多孔吸声材料的孔隙率高达70，有些甚至达90%左右。同时要求这些孔隙尽可能细小而且均匀分布，这样材料内的筋络比表面积会大，有利于声能的吸收。 3.结构因子 结构因子是多孔材料吸声理论中为修正毛细管理论而导入的系数。它表示多孔材料中孔的形状及其方向性分布的不规则情况，在多孔材料吸声作用的理论研究中，将材料间晾作为毛细管沿厚度方向纵向排列的模型，但实际上多孔材料的间隙形状和排列是很复杂的，为了使理论和实际相符合，考虑一项修正系数，这就是结构因子二通常其数值一般在2-10范围内;偶尔也会达到25.玻璃棉为2-4木丝板为3-6，柱杞聚酯吸音棉为5-10,聚氨醋泡沫为2-8,微孔吸声砖6-20. 4、材料厚度的影响 同一种材料厚度一定，在低频范围吸声系数相对较低，随频率的增加而迅速提高，到高频范围起伏不明显，但随材再厚度加大，高频吸收增加不明显，只是低频吸声系数加大多孔材料吸声特性随厚度变化。 实验表明，同一种多孔材料，当堆密度一定时，厚度和频率的乘积决定吸声系数。当材料厚度增加一倍，频谱曲线向低频方向移动一个倍频带。在实际应用中多孔材料的厚度一般取30~50mm就够了，如需提高低频的吸声效果，厚度可取50~100mm，必要时也可大于100mm，在大就不太经济了，而且继续增加材料的厚度，吸声系数增加值逐渐减少，特别是当材料厚度相当大时，此时由于厚度引起的吸声变化就不明显了。在吸声及消声设计中，常常要根据对低频的吸声要求来选定材料的厚度。比如柱杞隔音的聚酯纤维吸音棉，它的孔隙率和特制的2.5~5cm的厚度，足可以满足正常的吸音系数和声学需求。 5、材料堆密的影响 堆密度是指吸声材料的单位体积质量，单位为kg/㎡。多孔材料堆密度增加时，材料内部的孔隙率会相应降低，吸声频谱曲线向低频方向移动，但高频吸声效果却可能降低。当堆密度过大时，吸声效果又会明显降低。

(完整)abaqus系列教程-09显式非线性动态分析

9 显式非线性动态分析 在前面的章节中，已经考察了显式动态程序的基本内容；在本章中，将对这个问题进行更详细的讨论。显式动态程序对于求解广泛的、各种各样的非线性固体和结构力学问题是一种非常有效的工具。它常常对隐式求解器是一个补充，如ABAQUS/Standard；从用户的观点来看，显式与隐式方法的区别在于： ?显式方法需要很小的时间增量步，它仅依赖于模型的最高固有频率，而与载荷的类型和持续的时间无关。通常的模拟需要取10,000至1,000,000个增量步，每个增量步的计算成本相对较低。 ?隐式方法对时间增量步的大小没有内在的限制；增量的大小通常取决于精度和收敛情况。典型的隐式模拟所采用的增量步数目要比显式模拟小几个数量级。然而，由于在每个增量步中必须求解一套全域的方程组，所以对于每一增量步的成本，隐式方法远高于显式方法。 了解两个程序的这些特性，能够帮助你确定哪一种方法是更适合于你的问题。9.1 ABAQUS/Explicit适用的问题类型 在讨论显式动态程序如何工作之前，有必要了解ABAQUS/Explicit适合于求解哪些类问题。贯穿这本手册，我们已经提供了贴切的例题，它们一般是应用ABAQUS/Explicit求解的如下类型问题： 高速动力学（high-speed dynamic）事件 最初发展显式动力学方法是为了分析那些用隐式方法（如ABAQUS/Standard）分析起来可能极端费时的高速动力学事件。作为此类模拟的例子，在第10章“材料”中分析了一块钢板在短时爆炸载荷下的响应。因为迅速施加的巨大载荷，结构的响应变化的非常快。对于捕获动力响应，精确地跟踪板内的应力波是非常重要的。由于应力波与系统的最高阶频率相关联，因此为了得到精确解答需要许多小的时间增量。

聚合物基复合泡沫材料的吸声机理

文章编号:1006-1355(2000)02-0041-03 聚合物基复合泡沫材料的吸声机理 钱军民　李旭祥 (西安交通大学环境与化学工程学院,西安　710049) 摘要:本文采用一次性化学发泡工艺制成了一种吸声性能优良的新型泡沫吸声材料。运用正交试验确定了最佳的配方和工艺条件。文中研究了发泡剂用量、乙丙橡胶用量等因素对材料吸声性能的影响,详细讨论了聚合物基泡沫吸声材料的吸声机理。 关键词:泡沫材料　吸声机理　共混 中图分类号:T B34　文献标识码:A 1　引　言 随着现代社会经济的飞速发展,噪声对人类的危害也迅猛增加。噪声按产生机理可分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁性噪声。与我们生活密切相关的是城市噪声,它的来源大致可分为工厂噪声、施工噪声、交通噪声和社会噪声,伴随着工业和交通运输业的进一步发展,使整治噪声污染也越来越具有重要的意义。目前,世界各国都很重视噪声污染的治理,关于噪声的本质与产生机理的研究也是当代科技工作者的一个重要方向。 目前,控制噪声的基本途径有四种,即隔声、吸声、阻尼和隔振,其中吸声和阻尼是最基本的途径,也是应用最广泛的。控制声场环境质量最根本的物质手段是吸声材料[1]。几乎每一种材料都有吸声性,但并不是这些材料都称为吸声材料。一般把125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz这六个频率处的吸声系数称为材料吸声频率特性的标准,它们的平均值大于0.2的材料才称为吸声材料[2]。在各种吸声材料中,应用最为广泛的是多孔型吸声材料。常用多孔型吸声材料有木丝板、纤维板、玻璃棉、矿棉、珍珠岩、泡沫混凝土、泡沫塑料和泡沫金属等。 吸声材料的发展经历了一个从有机材料到无机材料,再到有机材料的过程。最早的吸声材料是棉、麻、兽毛等天然有机材料,这类材料具有良好的中高频吸声性能,但由于它们不防火、不防潮、易腐烂等因素而限制了它们的应用,后来逐渐被一类无机材料所取代。近十几年来,国内发展了颗粒型和泡沫型多孔吸声材料,如微孔砖、矿渣砖及某些松散无机纤维等,它们虽具有良好的吸声性能,但强度较低或成型困难,施工时易洒落及对人皮肤有刺激性等因素,其应用也受到很大的限制,现在,世界上许多国家正在利用合成高分子材料来制取具有阻燃性、防腐防潮、使用寿命长,导热系数低、吸声性能优良的泡沫型吸声材料。目前研究较多的聚合物泡沫吸声材料主要有酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫和聚丙烯泡沫等。 笔者利用合成高分子材料为基本原料制成的泡沫吸声材料除具有一般泡沫吸声材料的优点外,它还具有成本低、强度大和成型加工简单的特点,而且能通过加入不同的颜料而呈现不同的色彩。满足了目前吸声材料必须具有的功能性、装饰性和经济性等要求。因此它在工业、建筑业和装饰业中具有广阔的应用前景。 2　实验部分 2.1　主要原材料 基材 聚氯乙烯、乙丙橡胶、岩棉 发泡剂　偶氮二甲酰胺 增塑剂　邻苯二甲酸丁酯 阻燃剂　氯化橡胶和三氧化二锑 稳定剂　有机锡 2.2　试样的加工工艺 原材料的准备→各组分按配方称量→原材料混合,搅拌均匀→在开放式炼塑机上混炼→切片→入膜→按要求的温度和时间在烘箱中发泡→取出模具→脱模。 41 聚合物基复合泡沫材料的吸声机理

吸声材料

吸声材料 吸声材料 sound-absorbing material 具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。吸声材料按吸声机理分为：①靠从表面至内部许多细小的敞开孔道使声波衰减的多孔材料，以吸收中高频声波为主，有纤维状聚集组织的各种有机或无机纤维及其制品以及多孔结构的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品。②靠共振作用吸声的柔性材料（如闭孔型泡沫塑料，吸收中频）、膜状材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频）、板状材料（如胶合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频）和穿孔板(各种板状材料或金属板上打孔而制得，吸收中频)。以上材料复合使用，可扩大吸声范围，提高吸声系数。用装饰吸声板贴壁或吊顶，多孔材料和穿孔板或膜状材料组合装于墙面，甚至采用浮云式悬挂，都可改善室内音质，控制噪声。多孔材料除吸收空气声外，还能减弱固体声和空室气声所引起的振动。将多孔材料填入各种板状材料组成的复合结构内，可提高隔声能力并减轻结构重量。 对入射声能有吸收作用的材料。吸声材料主要用于控制和调整室内的混响时间，消除回声，以改善室内的听闻条件；用于降低喧闹场所的噪声，以改善生活环境和劳动条件（见吸声降噪）；还广泛用于降低通风空调管道的噪声。吸声材料按其物理性能和吸声方式可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。后者包

括单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板吸声结构和柔顺材料等。 选用吸声材料，首先应从吸声特性方面来确定合乎要求的材料，同时还要结合防火、防潮、防蛀、强度、外观、建筑内部装修等要求，综合考虑进行选择。 吸声系数材料的吸声性能常用吸声系数妶表示。入射到材料表面的声波,一部分被反射,一部分透入材料内部而被吸收。被材料吸收的声能与入射声能的比值,称为吸声系数。对于全反射面，妶=0；对于全吸收面，妶=1；一般材料的吸声系数在0～1之间。材料吸声系数的大小与声波的入射角有关，随入射声波的频率而异。以频率为横坐标，吸声系数为纵坐标绘出的曲线，称为材料吸声频谱。它反映了材料对不同频率声波的吸收特性。测定吸声系数通常采用混响室法和驻波管法。混响室法测得的为声波无规则入射时的吸声系数，它的测量条件比较接近实际声场，因此常用此法测得的数据作为实际设计的依据。驻波管法测得的是声波垂直入射时的吸声系数，通常用于产品质量控制、检验和吸声材料的研制分析。混响室法测得的吸声系数，一般高于驻波管法。 多孔性吸声材料这类材料的物理结构特征是材料内部有 大量的、互相贯通的、向外敞开的微孔，即材料具有一定的透气性。工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包括微孔砖和颗粒性矿渣吸声砖等。

典型非线性环节的静态特性

物理与电子信息学院电子信息工程专业 课程设计报告 课程名称自动控制原理 设计题目典型非线性环节的静态特性专业名称电子信息工程 班级13电子（1）班、（2）班学号 学生姓名 指导教师 完成时间2016年6月11日

目录 摘要与关键词 (3) 1设计目的 (4) 2设计原理 (5) 2.1具有继电特性的非线性环节 (5) 2.2具有饱和特性的非线性环节 (5) 2.3具有死区特性的非线性环节 (5) 2.4具有间隙特性的非线性环节 (6) 3操作步骤 (7) 3.1试验箱电路测试 (7) 3.1.1继电型非线性环节的模拟电路 (7) 3.1.2饱和型非线性环节的模拟电路 (8) 3.1.3具有死区特性的非线性环节的模拟电路 (8) 3.1.4具有间隙特性的非线性环节的模拟电路 (8) 3.2MATLAB、multisim电路仿真 (8) 3.2.1利用Multisim绘制电路原理图 (8) 3.2.2电路仿真 (9) 4实验结果 (10) 4.1试验箱测试结果 (10) 4.1.1继电型非线性环节的模拟电路 (10) 4.1.2饱和型非线性环节的模拟电路 (10) 4.1.3具有死区特性和间隙特性的非线性环节的模拟电路 (11) 4.2Multisim仿真结果 (12) 5总结 (14) 参考文献 (14)

摘要与关键词 摘要：非线性环节指状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。该实验主要研究典型非线性环节的静态特性，利用自控理论及计算机控制技术实验箱完成对继电型非线性环节静特性、饱和型非线性环节静特性、完成具有死区特性的非线性环节静特性、具有间隙特性的非线性环节静特性的电路模拟研究。同时通过Multisim对电路进行仿真，深入研究电路特性及原理。 关键词：非线性环节；电路仿真；正弦信号

常用材料的吸声系数

常用材料的吸声系数： 125 250 500 1000 2000 4000 砖墙、抹光、涂漆0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 厚地毯，铺在水泥地上0.20 0.06 0.14 0.37 0.60 0.65 混凝土墙、粗糙0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25 混凝土墙，涂漆0.10 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08 丝绒0.30kg/m2，直接挂在墙上0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 丝绒0.43kg/m2，折叠面积一半0.07 0.31 0.49 0.75 0.70 0.60 丝绒0.56kg/m2，折叠面积一半0.14 0.35 0.49 0.75 0.70 0.60 木地板0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.07 水泥地板0.01 0.01 0.015 0.02 0.02 0.02 普通玻璃（厚3mm～4mm）0.35 0.25 0.18 0.12 0.07 0.04 石膏板, 龙骨50×100mm, 中心距40cm 0.29 0.10 0.05 0.04 0.07 0.09 开口的舞台（与设备有关）0.25 0.30 0.40 0.50 0.65 0.75 很深的包厢0.50 0.55 0.65 0.70 0.80 1.00 通风口0.15 0.22 0.30 0.40 0.45 0.50 大理石或抛光板0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 胶合板（9mm厚）0.28 0.22 0.17 0.09 0.10 0.11 玻璃纤维（厚5cm) 0.15 0.38 0.81 0.83 0.79 0.74 超细玻璃纤维（厚5cm) 0.25 0.41 0.82 0.83 0.89 - 矿渣棉（厚6.0cm）0.25 0.55 0.79 0.75 0.88 - 石棉（厚2.5cm) 0.06 0.35 0.50 0.46 0.52 0.65 甘蔗板（厚1.3cm) 0.12 0.19 0.28 0.54 0.49 0.70 木丝板（厚3cm) 0.05 0.07 0.15 0.56 0.90 - 麻纤维板（厚2cm) 0.09 0.11 0.16 0.22 0.28 - 玻璃棉板（厚5cm) 0.06 0.17 0.48 0.81 0.95 0.90 石棉板（厚0.8cm) 0.02 0.03 0.05 0.06 0.11 0.28 青软木板（厚3.5cm) 0.05 0.06 0.29 0.35 0.34 0.50 工业毛毡（厚2.0cm) 0.07 0.26 0.42 0.40 0.55 0.56 沥青玻璃棉毡（厚3.0cm) 0.11 0.13 0.26 0.46 0.75 0.88 超细玻璃棉毡（厚4.0cm) 0.08 0.24 0.89 0.69 0.77 - 沥青矿棉毡（厚3.0cm) 0.08 0.18 0.50 0.68 0.81 0.89 泡沫玻璃（厚4.0cm) 0.11 0.27 0.35 0.31 0.43 - 树脂棉板（厚5.0cm) 0.06 0.17 0.48 0.81 - - 硬聚氯乙烯泡沫塑料板(厚2.5cm) 0.04 0.04 0.17 0.56 0.28 0.58 酚醛泡沫塑料（厚2.0cm) 0.08 0.15 0.30 0.52 0.56 0.60 聚胺甲酸脂泡沫塑料（厚2.0cm) 0.11 0.13 0.27 0.69 0.98 0.79 微孔聚脂泡沫塑料（厚4.0cm) 0.10 0.14 0.26 0.50 0.82 0.77 粗孔聚脂泡沫塑料（厚4.0cm) 0.06 0.10 0.20 0.59 0.68 0.85 聚氯乙烯塑料（厚0.41cm) 0.03 0.02 0.06 0.29 0.13 0.13 尿荃米波罗（厚3.0cm) 0.10 0.17 0.45 0.67 0.65 0.85 微孔吸声砖（厚9.5cm) 0.41 0.75 0.66 0.76 0.81 - 泡沫石膏（厚2.5cm) 0.06 0.18 0.50 0.70 0.55 0.50