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高温环境下梯度多孔金属纤维的吸声性能及优化设计
【作者】 张俊 [1] 陈卫华 [2] 任树伟 [1] 辛锋先 [1] 陈天宁 [3] 卢天健 [1]
【关键词】 多孔金属纤维 梯度结构 高温 吸声性能
【摘要】为了研究高温环境下具有梯度结构的多孔金属纤维吸声性能,应用物性参数与温度之间的关系式,将Johnson-Allard吸声理论模型拓展到高温条件下,建立了多孔金属纤维材料高温吸声理论模型.采用高温阻抗管设备,测量了多孔材料试件,实验测试数据与理论计算结果符合很好,验证了理论模型的有效性.应用声阻抗转移公式,进一步将该理论模型拓展为梯度多孔金属纤维的高温吸声理论模型,并结合优化算法对多层梯度材料结构进行了优化设计.研究结果表明:高温条件下,材料吸声效果相比常温条件下稍差;多孔材料孔隙率和纤维丝径对材料吸声性能影响显著,随着孔隙率或纤维丝直径增大,材料吸声系数在低频段减小,在中频段增大;经过结构优化设计后,在同等条件下,多层梯度金属纤维材料吸声性能明显优于单层结构,具有良好的吸声效果.研究工作对多孔金属纤维材料的高温吸声应用及梯度优化设计具有一定的指导意义.
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