基于Biot模型的木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能研究

发布时间：2022-02-21 12:29

　　目前纤维吸声材料以聚酯纤维等合成纤维为主,该类纤维材料以石油化工为基础,加工能耗和污染性较大,而天然纤维属于轻质、低加工能耗的绿色材料,并具有一定的吸声性能。所以利用植物纤维代替部分合成纤维,一方面可以减少合成纤维的使用,降低材料的加工能耗和污染;另一方面也可以拓展绿色植物的应用范围。本研究通过针刺方法将杨木纤维和聚酯纤维复合,形成木纤维/聚酯纤维复合吸声材料。根据Biot现象吸声理论模型,将复合纤维吸声材料等效为某一特定介质,确定复合纤维材料参数与等效介质密度和体积弹性模量之间的函数关系。分析理论吸声系数与实测吸声系数之间的相关性以及误差原因。并结合声阻抗、材料参数与等效介质密度和体积弹性模量之间的函数关系分析材料参数、纤维形态对复合纤维吸声材料吸声性能的影响机理,主要结论如下:（1）将复合纤维吸声材料等效为特定介质,建立复合纤维材料的参数与等效介质密度和体积弹性模量之间的模型。根据声波在有界介质中的传播特性,理论计算复合纤维吸声材料的表面阻抗和吸声系数,理论与实测吸声系数非线性回归检验的决定系数为0.72⁰.97,木纤维形态的不规整是理论吸声系数产生误差的主要... 

【文章来源】：中国林业科学研究院北京市

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 国内外纤维多孔性吸声材料的研究进展
        1.1.3 纤维多孔性材料吸声理论模型的研究进展
        1.1.4 影响纤维多孔性吸声材料声学特性的因素
    1.2 研究目标和主要研究内容
        1.2.1 研究目标
        1.2.2 主要研究内容
    1.3 技术路线图
第二章 木纤维/聚酯纤维复合材料的吸声现象理论模型
    2.1 引言
    2.2 声波在理想流体中传播的基本理论
        2.2.1 声波在理想流体中传播的三个基本物理定律
        2.2.2 声波在理想流体中传播的波动方程
        2.2.3 声波在无界流体中传播的声阻抗
        2.2.4 在无界流体中传播方向相反的两列波的叠加
        2.2.5 声波在有界流体中的传播
        2.2.6 平面声波在细管中的传播
    2.3 木纤维/聚酯纤维复合材料的吸声现象模型理论
        2.3.1 等效介质的密度和体积弹性模量
        2.3.2 等效介质的理论吸声系数
        2.3.3 声波在木纤维/聚酯纤维复合纤维材料中传播时的基本参数
    2.4 小结
第三章 木纤维/聚酯纤维复合材料的制备及吸声性能测试
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试验设备
        3.2.3 试验方法及性能测试
        3.2.4 数据分析方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 不同密度的木纤维/聚酯纤维复合材料的吸声性能分析
        3.3.2 不同木纤维混合比例木纤维/聚酯纤维复合材料的吸声性能分析
    3.4 小结
第四章 木纤维/聚酯纤维复合材料理论吸声性能分析
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验设备
        4.2.3 试验方法及性能测试
    4.3 结果与分析
        4.3.1 纤维密度及直径大小
        4.3.2 木纤维/聚酯纤维复合材料的流阻率
        4.3.3 木纤维/聚酯纤维复合材料的现象模型理论吸声性能分析
        4.3.4 理论吸声性能与实测吸声系数的相关性能分析
        4.3.5 现象理论模型理论吸声系数的误差分析
    4.4 小结
第五章 木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能影响因素分析
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 试验设备
        5.2.3 试验方法
    5.3 结果与分析
        5.3.1 体积密度对木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的影响
        5.3.2 材料厚度对木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的影响
        5.3.3 空腔深度对木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的影响
        5.3.4 流阻对木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的影响
        5.3.5 孔隙率和曲折度对木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的影响
        5.3.6 纤维表面形态及大小对木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的影响
    5.4 小结
第六章 结论与建议
    6.1 结论
        6.1.1 理论吸声性能与实测吸声系数的相关性分析
        6.1.2 理论吸声性能的误差分析
        6.1.3 木纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能对其参数的响应机理
    6.2 创新点
    6.3 建议
参考文献
附录
在读期间的学术研究
致谢
详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]木质纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的试验分析[J]. 彭立民,王军锋,傅峰,王东,朱广勇.  建筑材料学报. 2015(01)
[2]麻纤维汽车内饰材料的吸声性能与针刺工艺的关系[J]. 胡凤霞,杜兆芳,赵淼淼,张健.  纺织学报. 2013(12)
[3]木纤维/聚酯纤维复合材料的制备工艺及其吸声性能[J]. 王军锋,彭立民,傅峰,张耀丽,王东.  木材工业. 2013(06)
[4]INVESTIGATION ON SOUND ABSORPTION PROPERTIES OF KAPOK FIBERS[J]. Hai-fan Xiang,Dong Wang,Hui-chao Liu,赵宁,徐坚.  Chinese Journal of Polymer Science. 2013(03)
[5]Sound absorption performance of natural fibers and their composites[J]. YANG WeiDong & LI Yan School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics,Tongji University,Shanghai 200092,China.  Science China（Technological Sciences）. 2012(08)
[6]聚合物纤维类吸声材料研究进展[J]. 向海帆,赵宁,徐坚.  高分子通报. 2011(05)
[7]羊毛纤维对薄微穿孔板吸声性能的影响[J]. 李晨曦,徐颖,李旦望.  西北工业大学学报. 2011(02)
[8]玻璃纤维在噪声控制中的应用研究[J]. 杜治平.  企业技术开发. 2010(13)
[9]噪声危害与治理[J]. 霍瑜姝,王聪,李鸾妹.  企业技术开发. 2010(13)
[10]天然纤维增强复合材料吸声性能研究[J]. 罗业,李岩.  材料工程. 2010(04)

硕士论文
[1]木质纤维/聚酯纤维复合吸声材料的研究[D]. 王军锋.南京林业大学 2013



本文编号：3637254