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泡沫金属及其复合结构吸声性能优化

         
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摘要

为了改善单层泡沫金属低频的吸声效果并拓宽其吸声频带,本工作将不同结构参数泡沫铝和泡沫镍的单层试样按其吸声峰值所对应频率段进行组合,并交换其前后顺序进行吸声性能研究。利用响应曲面分析法得到吸声性能最优的复合结构的构建参数,并通过实验进行验证。结果表明,将泡沫铝与泡沫镍进行复合并添加背后空腔,组成双层多孔-共振式复合结构。泡沫铝在前的复合结构表现出共振型吸声体的特性,而泡沫镍在前的复合结构表现出多孔材料吸声的特性。复合结构在全频率范围内的吸声效果良好,且单层结构彼此耦合时出现多个吸收峰,其中心频率向低频区移动。泡沫镍在前的复合结构中高频吸声效果优于泡沫铝在前的复合结构。响应曲面分析的结果表明,当泡沫镍厚度取20 mm靠近声源放置、泡沫铝厚度取15 mm靠近刚性壁放置、两者之间添加34 mm的空腔、泡沫铝和刚性壁之间添加28 mm的空腔时,组合具有良好的吸声性能,可以准确获得平均吸声系数达0.920的最优复合结构。实验采用传递函数法测量该构建参数下复合结构的吸声系数,得出测量值为0.916,与响应曲面法得到的预测值基本一致。

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