Page 63 - 《应用声学》2024年第6期
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第 43 卷 第 6 期               张俊超等: 复合材料级联结构宽频吸声性能研究                                          1239


             的深入长度对吸声性能的影响,图2(b) 为插入管半                         考《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第 2 部
             径对吸声性能的影响。                                        分:传递函数法》(GB/T 18696.2–2002)。测试材料
                 从图 2可以看出:随着匝数的增多,插入管深度                        采用 3D打印技术制作,测试仪器为边长100 mm 的
             的也随之增加,整体共振频率向低频域移动,吸声                            方形阻抗管。COMSOL软件仿真及测试结果如图4
             带宽变窄,但共振频率处对应的吸声峰值增加,频
             率由 178 Hz偏移到 140 Hz。在n 1 = 0.5 时,共振峰
             值频率为 178 Hz,此时声能量主要集中在谐振腔体
             内部。随着插入管内半径 r 1 的增加,吸声频率向高
             频域移动,频率由 114 Hz 偏移到 238 Hz,吸声带宽
             逐渐增大,但共振频率处对应的吸声峰值逐渐下降。
             在 r 1 = 2 时,共振峰值频率为 114 Hz,此时声能量
             主要集中在谐振腔体内部。
                                                                             (a) SHRsͰᮠࠕࣜծܦፇ౞ᇨਓڏ
             2.2 SHRs低频宽带吸声结构                                        10

                 依据结构属性对吸声频率值的影响规律,设                                  5
             计了 SHRs 阵列的低频宽带吸声超材料结构,如
                                                                    ᫾ઈඋ  0
             图 3(a) 所示,材料总厚度 60 mm。该结构由 9 个谐
             振腔组成,结构紧凑,每个谐振腔的插入深度不
                                                                     -5                        ܦ᫾
             一,共振频率不同,通过阵列组合成宽频吸声结构。                                                           ܦઈ
             SHRs 低频宽带吸声结构声阻抗如图 3(b) 所示,在                           -10
                                                                      50      100     150     200      250
             120 ∼ 160 Hz 频率范围内的声阻趋近于 1、声抗趋
                                                                                     ᮠဋ/Hz
             近于 0 时,其阻抗与空气阻抗相匹配,系统发生共                                            (b) ॆʷӑ᛫᭧ܦ᫾ઈ
             振,此时的吸声能力最强。
                                                                     图 3  SHRs 低频宽带吸声结构与阻抗特性
                 为了证明结构设计及仿真计算的准确性,利                              Fig. 3 SHRs low frequency wideband sound ab-
             用阻抗管法测试法向入射吸声系数,测试标准参                                sorption structure and impedance characteristics














                                      (a) ஝૶᧔ᬷጇፒ                              (c) 3D੪ӿॠ฾ನֶ
                                                                      1.0
                                                                                            ͌ᄾᝠካ
                                                                      0.8                   ࠄᰎ฾ត
                                                                     ծܦጇ஝  0.6
                                                                      0.4
                                                                      0.2
                                                                        0
                                                                            100    150     200    250
                                                                                  ᮠဋ/Hz
                                       (b) ᯿ฉኮ                             (d) ฾តծܦజጳˁ͌ᄾࠫඋ
                                          图 4  SHRs 测试样品及实验仿真结果对比曲线
                         Fig. 4 Comparison curve between SHRs test sample and experimental simulation results
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