發(fā)布時(shí)間：2020-10-27 05:04

　　 聲音在生活中無(wú)處不在,是人類交流和發(fā)展必不可少的媒介。但是在生活中不可避免地充斥著各種噪聲需要隔絕。傳統(tǒng)隔聲材料例如鋼板、磚墻等一類材料等對(duì)大部分的噪聲具有良好的阻隔效果,但低頻噪聲阻隔方面鮮有成就。本文立足于聲學(xué)超材料,通過(guò)仿真軟件研究框架、薄膜和附加質(zhì)量塊構(gòu)成的薄膜型聲學(xué)超材料低頻隔聲方面的性能,并提出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案,做出相關(guān)的驗(yàn)證分析。首先研究了薄膜預(yù)應(yīng)力的大小、薄膜的厚度、附加質(zhì)量塊的面密度、附加質(zhì)量塊的尺寸等材料參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)隔聲性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),增加薄膜預(yù)應(yīng)力或者增大薄膜厚度,峰值和谷值對(duì)應(yīng)的頻率增高,峰值隔聲量的幅值變大,有效隔聲范圍增加;附加質(zhì)量面密度的増加將提高峰值和第一個(gè)谷值對(duì)應(yīng)的頻率分布,第二個(gè)隔聲谷頻率幾乎不變化,峰值隔聲量的幅值變大,有效隔聲范圍增加。附加質(zhì)量尺寸的増加將提高峰值對(duì)應(yīng)的頻率分布,兩個(gè)谷值頻率變化不明顯,峰值隔聲量的幅值變小,有效隔聲范圍沒(méi)有明顯變化。以上四個(gè)參數(shù)中附加質(zhì)量尺寸的變化對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的隔聲性能影響較小。接著對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),包括:對(duì)兩種不同性能的薄膜進(jìn)行拼接組合,可以達(dá)到介于兩膜之間的隔聲效果;相同胞元的兩模型組合形成質(zhì)量塊有無(wú)約束兩種雙層試件;不同胞元的兩模型組合形成質(zhì)量塊有無(wú)約束兩種雙層試件。研究結(jié)果表明雙層試件均不同程度改良了隔聲效果。最后提出一種附加磁性質(zhì)量塊的雙層薄膜結(jié)構(gòu),通過(guò)形狀記憶框架改變兩層薄膜之間的距離,磁力改變薄膜應(yīng)力和質(zhì)量塊約束情況,達(dá)到對(duì)隔聲頻段進(jìn)行智能調(diào)節(jié)的目的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法可行性,在隔聲頻段可調(diào)節(jié)應(yīng)用方面具有較大潛力。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB535.1;TB34
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 聲學(xué)超材料研究現(xiàn)狀
    1.3 薄膜型聲學(xué)超材料研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 隔聲特性計(jì)算方法研究
    2.1 引言
    2.2 聲學(xué)基礎(chǔ)理論
        2.2.1 聲波的傳播
        2.2.2 隔聲性能的評(píng)價(jià)
    2.3 膜結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分析
        2.3.1 膜的振動(dòng)方程
        2.3.2 圓膜對(duì)稱自由振動(dòng)
    2.4 模態(tài)分析和隔聲仿真
    2.5 本章小結(jié)
第3章 隔聲特性調(diào)控規(guī)律和優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 材料參數(shù)對(duì)隔聲效果的影響
        3.2.1 薄膜預(yù)應(yīng)力對(duì)隔聲效果的影響
        3.2.2 薄膜厚度對(duì)隔聲效果的影響
        3.2.3 質(zhì)量塊面密度對(duì)隔聲效果的影響
        3.2.4 附加質(zhì)量尺寸對(duì)隔聲效果的影響
    3.3 隔聲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.3.1 單層組合膜聲學(xué)超材料
        3.3.2 相同胞元雙層薄膜型聲學(xué)超材料
        3.3.3 不同胞元雙層薄膜型聲學(xué)超材料
    3.4 本章小結(jié)
第4章 隔聲實(shí)驗(yàn)與隔聲可調(diào)節(jié)
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        4.2.1 聲學(xué)測(cè)試系統(tǒng)
        4.2.2 試件制備
        4.2.3 薄膜預(yù)應(yīng)力測(cè)量
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1 改變薄膜預(yù)應(yīng)力
        4.3.2 改變薄膜厚度
        4.3.3 改變質(zhì)量塊面密度大小
        4.3.4 不同胞元雙層薄膜
    4.4 隔聲頻段可調(diào)節(jié)雙層薄膜
        4.4.1 雙層薄膜附加磁性質(zhì)量塊
        4.4.2 可調(diào)節(jié)雙層薄膜聲學(xué)超材料
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝

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