隨著汽車的產量增大,汽車的保有量也隨之不斷增大。人們在享受汽車帶來的高速便捷之外,也面臨許多與汽車相關的問題,其中就包括汽車噪聲問題。目前,控制汽車噪聲的措施主要有改善汽車與發(fā)動機的結構減少噪聲來源、安裝消聲器降低排氣噪聲和添加吸聲材料消除噪聲等。泡沫鋁不僅具有一般多孔材料的優(yōu)勢,還具有輕量和良好的吸聲性,這使其在消聲器中應用成為可能。為了研究泡沫鋁在消聲器中的應用表現(xiàn),需要知道泡沫鋁材料的聲學參數(shù)。然而,通過實驗方法測量多孔材料的聲學參數(shù)存在一定的限制,參數(shù)反演的思想提供了一種新的獲取多孔材料聲學參數(shù)的方法。具體如下:首先,介紹多孔材料的主要正向理論模型,根據(jù)理論模型的數(shù)學特點,利用遺傳算法設計反求聲學參數(shù)的方法。然后根據(jù)阻抗管實驗得到的吸聲系數(shù)進行反求聲學參數(shù)并在理論上對反演方法進行有效性驗證。其次,介紹消聲器的種類、聲學性能評價指標和聲學性能的主要分析方法。通過理論方法分析主要消聲器結構的消聲性能,并通過阻抗管實驗測量的方法分析三種泡沫鋁的吸聲特性。根據(jù)它們消聲特性,設計泡沫鋁消聲器。然后,建立泡沫鋁消聲器的三維模型,劃分聲學網(wǎng)格,設置邊界條件,建立能夠求解消聲器入口與出口處聲壓信息的有限元分析模型。最后,得到泡沫鋁消聲器的聲壓幅值云圖和傳聲損失曲線,以此分析泡沫鋁消聲器的聲學性能并討論部分參數(shù)對其聲學性能的影響,為泡沫鋁消聲器的工程應用、設計和優(yōu)化提供參考。
【學位單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.4;TB535.2
【部分圖文】：

在過去的幾年里，泡沫金屬的新應用領域已經出現(xiàn)，這些新應用領不是都與商業(yè)相關[4]。泡沫金屬具有優(yōu)良的特性，其應用主要分為結構性和功能性[5]。結構性應用是金屬泡沫的輕質和機械性能。功能性應用是利用泡沫金屬的特殊功能，比如良好熱性可以用于散熱，良好的導電性可以作為電池的電極等。在結構性上，泡沫金屬的機械性能與所構成的金屬有關，主要取決于密度和結身。影響機械性能的因素有密度、孔結構的質量、孔的粗糙度、孔徑大小、單元中的固體部分、邊緣和孔表面質量。在應用方面，泡沫金屬在結構性上已經有很用實例。電動汽車的推廣為泡沫金屬的應用提供了新的發(fā)展機遇。由于電動汽車需要重新布置，輕量化設計成為汽車設計的重要部分，多孔金屬材料被考慮作為方案。此外，安全性是另一個重要因素，在體積減小的情況下，需要輕便但非常的碰撞保護系統(tǒng)。在歐洲的一個項目 Evolution 框架中，柏林科技大學和 Pohetalfoam 開發(fā)的超輕型電動汽車就使用了泡沫金屬矩形框部件，如圖 1.3 所示。重新設計的福特客車裝滿了鋁泡沫增強材料，雖然它的質量增加了 3％，但是 A碰撞吸收的能量卻提高 30％[6]。

第 1 章 緒 言在過去幾年，在結構框架快速運動的情況下，比如鐵路行業(yè)，一些應用價值較高的結構在未來可能會被應用。德國開姆尼茨設計的泡沫鋁板在北京地鐵車廂的地板上得到應用，并且已經連續(xù)使用了很多年，沒有出現(xiàn)任何問題。德國高速列車 IC(Intercity-Express-Train) 的動力頭蓋也是泡沫鋁板的一個應用，如圖 1.4 所示。它的前端是由焊接的泡沫鋁板和碳纖維制成，總長約 6 米。與傳統(tǒng)工藝材料相比，相同剛度的泡沫鋁焊接板質量減輕了 18％，減振性能得到提升，制造成本也有所降低。這些實例清楚地表明當結構需要一定的彎曲變形時，泡沫金屬或泡沫鋁板相對其他材料具有很大的優(yōu)勢。

圖 1.4 德國 ICE 高速列車的動力頭蓋及內部結構在功能性上，泡沫金屬的吸聲性能是由于在開孔泡沫金屬表面，聲波被孔隙引導進入泡沫內部，經過多次反射和折射，聲能量得到衰減。孔徑分布和大小使得材料在寬頻譜上具有良好的聲波衰減能力。在應用方面，材料的多功能性可以使產品更具有競爭力，泡沫金屬的輕量特性和吸聲性能使其具有更多的特殊用途。在加拿大的一些禮堂或大房間的天花板上經常鋪設多孔金屬板以用來控制聲音。這些應用都說明，相比傳統(tǒng)建筑材料，泡沫金屬板在吸聲方面更具優(yōu)勢。
【參考文獻】

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本文編號：2869005