磁流變液作為一種智能流體,因其具有良好的可控性和迅速響應(yīng)性而備受減振領(lǐng)域科研和工程技術(shù)人員的關(guān)注,并且其在減振領(lǐng)域已經(jīng)獲得了一定范圍的應(yīng)用。為進(jìn)一步拓展磁流變液的應(yīng)用領(lǐng)域,探討其在載運(yùn)工具降噪領(lǐng)域應(yīng)用的可行性,本文開展了以磁流變液為芯層的夾層板結(jié)構(gòu)的聲學(xué)性能與優(yōu)化研究。論文的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）磁流變液單元體聲學(xué)性能試驗研究。為探討磁流變液所處場強(qiáng)大小和磁場方向?qū)ζ渎晫W(xué)性能的影響,設(shè)計并制作了兩種磁流變液單元體,使其在駐波管中試驗時所處場強(qiáng)方向分別與揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波方向垂直和平行,磁流變液所處的磁場強(qiáng)度由不同厚度的稀土永磁體提供,磁流變液單元體的場強(qiáng)分布由COMSOL軟件的磁場分析模塊模擬呈現(xiàn);利用駐波管測量了兩種磁流變液單元體在不同磁場強(qiáng)度大小和方向作用下的傳聲損失,并與芯層為空氣層和水層的單元體的傳聲損失做了對比研究。研究表明,磁場作用方向?qū)Υ帕髯円簡卧w的隔聲性能具有顯著影響,當(dāng)聲傳播方向與磁流變液所處的磁場方向一致時,磁流變液單元體在中、低頻段可以獲得更大的隔聲量,并且在整個頻段的隔聲量的可調(diào)性也更好。（2）磁流變液夾層板結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能理論研究。首先,基于能量法和聲傳播理論... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

磁流變

置的磁場強(qiáng)度測量結(jié)果如表2.2所示。參見表2.2可知，單元體中心點(diǎn)位置磁場強(qiáng)度大小與磁鐵厚度非正比例關(guān)系。磁場方向會影響磁流變液內(nèi)部磁鏈形成的方向，磁鏈形成方向與磁場方向始終一致。對于A型試件來說，聲波傳輸方向與磁鏈形成方向垂直；對于B型試件而言，聲波傳輸方向與磁鏈形成方向平行。為方便分析MRF單元體內(nèi)部磁場分布情況，利用COMSOL軟件磁場模塊對A型-20、B型-15試件的場強(qiáng)大小及分布進(jìn)行仿真分析研究，圖2.2為A、B型試件中心切面場強(qiáng)分布圖。(a)A型試件中心切面場強(qiáng)分布圖(b)B型試件中心切面場強(qiáng)分布圖圖2.2A、B型試件中心切面磁場強(qiáng)度分布圖Fig.2.2MagneticfieldintensitydistributionofAandBsamplesincentralareas圖2.2（a）為A型試件主視圖，圖中圓形為圓柱體外殼用于安裝磁鐵與磁流變液，圓形外殼中間部分為磁流變液，上下兩矩形為永磁鐵。當(dāng)試件A位于駐波管中時，聲波垂直于圓面射入單元體，因此磁流變液在磁場作用下形成的磁鏈與聲波傳播方向垂直。參見圖2.2（b）為了便于觀察B型MRF單元體內(nèi)部場強(qiáng)分布，將B型試件視圖位置調(diào)整為右視圖，圓形外殼中心位置為磁流變液，其左右兩矩形為永磁鐵，使用駐波管測量其傳聲損失時，聲波從左右兩側(cè)通過單元體內(nèi)部，聲波傳播方向與磁流變液磁鏈方向平行。從圖2.2中可以看出，靠近永磁鐵邊緣的磁流變液磁場強(qiáng)度稍大一些，內(nèi)部磁流變液所處的磁場強(qiáng)度近似為均勻分布，藍(lán)色部分為磁導(dǎo)率為零的ABS外殼。在A、B仿真模型中心處施加探針，得到A型-20與B型-15的中心點(diǎn)處磁場強(qiáng)度仿真值分別為0.188T和0.224T，對比表2.2中數(shù)據(jù)有，仿真值與用特斯拉計的實(shí)際測量值誤差分別為2.5%與1.3%，可知COMSOL軟件能很好的描述磁流變液單元體內(nèi)部場強(qiáng)的大小以及分布情況。2.3.3MRF單元體制作由于駐波管測

永磁體和磁流變液對總隔聲量均有不同的貢獻(xiàn)值，為探究磁流變液本身的隔聲性能，還需添加對比試驗組；此外，由于改變磁場強(qiáng)度的方式是增加磁鐵厚度，而此一來，整個單元體的質(zhì)量也會相應(yīng)增加。為探究磁流變液本身的隔聲性能同時排除質(zhì)量因素的影響，本次試驗設(shè)置了空氣和水作為比照對象。將A、B型磁流變液試件中心處的磁流變液殼體內(nèi)部分別填充空氣和水，施加同樣的磁場條件，研究三者在不同磁場強(qiáng)度下隔聲量的變化特性，對比研究它們的隔聲性能隨頻率與磁場強(qiáng)度大小的變化情況。(a)A型試件實(shí)物圖（b）B型試件實(shí)物圖圖2.3A、B兩種磁場布置形式的MRF單元體實(shí)物圖Fig.2.1PhysicalpictureoftheMRFunitbodyintwotypesofmagneticfieldarrangementsofAandB2.3.4MRF單元體隔聲量測量在使用四傳聲器駐波管法測量1600Hz以下的試件隔聲量時，在受聲端只需要使用直徑較大的測試管，但需要對試件分為兩個不同頻率段進(jìn)行測量，分別是63~500Hz與250~1600Hz，對應(yīng)不同頻率四個傳聲器在駐波管中的位置則有所不同，測試系統(tǒng)實(shí)物如圖2.4所示。具體試驗操作為：（1）試件安裝將一組裝配好的試件安裝在兩管之間試件安裝區(qū)內(nèi)，保證試件受聲面與管面平行，并在試件四周涂抹凡士林進(jìn)行密封，以防止聲音從孔隙中泄露造成試驗失敗。（2）試驗準(zhǔn)備在首次使用駐波管時，使用信號發(fā)生器產(chǎn)生白噪聲對揚(yáng)聲器進(jìn)行預(yù)熱，播放時間一般為5分鐘。根據(jù)對應(yīng)試驗頻率安裝好傳聲器位置，并對傳聲器進(jìn)行校正。（3）參數(shù)設(shè)置在測量軟件中設(shè)置樣品厚度、大氣壓力、溫度和濕度等參數(shù)，根據(jù)測量的不同頻率段選擇不同的傳聲器設(shè)置模式。調(diào)節(jié)功率放大器，使得聲源端傳聲器聲壓級在100dB作用，以獲得較為準(zhǔn)確的試驗值。

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本文編號：3298098