高温高声压环境下多孔金属材料吸声性能研究及实验平台设计

发布时间：2020-04-18 20:33

【摘要】：最近几十年,超轻多孔金属材料作为一类新型结构多功能材料,发展十分迅速,多孔金属材料因轻质、高强韧、易加工、并且有吸能减震、消声降噪、电磁频闭、隔热阻火、耐腐蚀等,即可用作结构材料,也可作为高温散热、阻尼减振等特殊场合的功能材料来用。鉴于其具有良好的吸声和减振优点,多孔金属材料在极端环境下的吸音降噪中具有极大的应用前景。例如,可以承受高温,耐腐蚀,高刚度,并且具有吸音和导热性能的轻质多孔材料被应用于瓦斯防爆、航空发动机的消声声衬、装甲防护等。此外,现代喷气发动机,燃气轮机和内燃机发出的声压级可以达到160dB到180dB,在这种高声压声波激励下,研究多孔金属材料的声学特性时假设的线性条件不再成立。为了满足高声压级噪声环境下的吸声降噪设计要求,必须对高声压下多孔金属材料的声传播规律、能量耗散机理和非线性吸声特性进行系统理论和实验研究。因此,研究多孔金属材料在高温,高声压,强气流等极端复杂环境下的吸声特性具有重要的现实意义。对我国新装备尤其是重量轻,节能,降耗,噪声控制等大型高耗能装备具有重要的应用价值。第一,本文以多孔金属材料在常温常压下的声学性能实验研究作为基础,分别以金属泡沫铜和多孔烧结铜作为实验研究对象来研究其在高温和高声压条件下的吸声特性。第二,采用双传声器传递函数法原理设计搭建的多孔金属材料高温吸声性能测试装置,进行实验台表面温度测试,并与有限元软件COMSOL Multiphysics模型在同一实验温度条件下的仿真结果对比分析,结果表明理论模型与实验结果具有一定的合理性、可靠性及准确性,然后分别对室温、恒定温度场(100℃～700℃)环境下多孔金属材料的吸声性能进行测量和声信号分析、处理。第三,分析多孔金属材料吸声系数随入射频率、空腔、温度、声压级变化的结果,总结吸声系数在高温作用下的变化规律,并对实验结果与实验过程中出现的问题进行了分析,针对试验方法、实验器材提出了建议。第四,使用自行设计并搭建的多孔金属材料在高声压条件下吸声性能的实验测试装置,对高声压级(120dB)环境下多孔金属材料的吸声性能测试平台进行有效性验证测量。
【图文】：

示意图,航空发动机,喷气式发动机,涡扇

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【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG14;TB383.4

【参考文献】