To reduce the sound radiation and vibration noise of honeycomb composite material, and meet the sound insulation properties required in aerospace applications, a micro glass fiber embedded honeycomb structures and a method of preparation are proposed: preparing the pulp of micro glass fiber, adjusting the Zeta potential to obtain uniformly distributed micro glass fiber, obtaining micro glass fiber embedded honeycomb structures under negative pressure. The effect of wet process on the microstructure of micro glass fiber embedded honeycomb cell is explored; the effect of string vibration, embedded structure morphology, air flow resistance, the standing wave distribution and viscous boundary in honeycomb cell on sound insulation mechanism of micro glass fiber embedded honeycomb structures is also explored. By doing so, it is hoped that the relationship between fiber morphology, micro glass fiber embedded honeycomb structures and sound insulation can be eventually established. Additionally, mathematical models of air flow resistance and string vibration energy will be built. Combining with the numerical simulations using the commercial finite element package COMSOL, the principles of sound insulation of micro glass fiber embedded honeycomb structures will be established, the law of sound insulation of micro glass fiber embedded honeycomb structures will be mastered. We hope that the proposal will lay a solid base on the theory of noise reduction in cabins, and benefit the applications of honeycomb structures in aerospace areas.
为降低蜂窝复合材料的声辐射和振动噪声,满足航空航天等领域用复合材料隔声性能需求,提出蜂窝内嵌微玻纤耦合结构及其制备方法:配制微玻纤浆料,调节Zeta电位,使微玻纤同性相斥并均匀分布,在负压作用下制备出蜂窝内嵌微玻纤耦合结构材料;研究湿法工艺对蜂窝内嵌微玻纤微观组织结构形成机理的影响规律;研究蜂窝胞元中微玻纤单丝弦振动、内嵌结构微观形貌、声学流阻、周期蜂窝胞元驻波分布以及边界粘滞作用对蜂窝内嵌微玻纤耦合结构材料隔声机理的影响规律。最终建立纤维形貌、蜂窝内嵌微玻纤耦合结构和隔声性能之间的关系,建立蜂窝内嵌微玻纤耦合结构流阻数学模型和单丝弦振动能量数学模型,并结合COMSOL软件分析蜂窝内嵌微玻纤耦合结构中声压变化和声能分布,掌握全声域蜂窝内嵌微玻纤耦合结构材料的隔声规律,为其在航空航天等舱室用蜂窝复合材料的工程应用打下基础,对寻求舱室内噪声控制提供理论支持。
为降低蜂窝复合材料的声辐射和振动噪声,满足航空航天等领域用复合材料隔声性能需求,本项目提出了蜂窝内嵌微玻纤耦合结构设计理念,研究了蜂窝内嵌微玻纤微观组织结构形成机理及其声能耗散机制,并构建声学模型。研究结果表明,微玻纤浆料在不同打浆工艺下叩解度最终稳定在22.50SR左右,微玻纤浆料的均匀化促使粘度趋于稳定,微玻纤的大量切断有利于内嵌耦合结构的形成;单位面积内蜂窝胞元数量的增多有利于隔声性能的提高,但降低蜂窝的切变模量也可以进一步提高隔声性能;根据内嵌结构形貌构建声学流阻模型,声学流阻反比于纤维直径,降低内嵌微玻纤直径可以有效改善隔声性能;利用COMSOL软件建立二维结构点阵模型,通过云图可以清晰分析出内嵌耦合结构不同部位声压分布。本课题研究掌握了全声域蜂窝内嵌微玻纤耦合结构材料的隔声规律,为其在航空航天等舱室用蜂窝复合材料的工程应用打下基础,对寻求舱室内噪声控制提供理论支持。
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数据更新时间:2023-05-31
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