【摘要】：聲阻抗梯度漸變介質是由多層結構發(fā)展成的一種新型聲結構。本文在大量調研聲學吸聲材料及結構的基礎上,結合理論推導及有限元仿真的方法,基于潛艇吸聲覆蓋層的應用背景,以低頻吸聲為目標設計了阻抗?jié)u變復合材料,并通過樣品制備及聲學測試進行了部分仿真結果的實驗驗證。理論推導部分基于簡諧聲波方程和阻抗率轉移公式,得到了阻抗以不同漸變形式變化媒介的聲學性能系數(shù)。通過建立聲波在非均質介質中傳播的理論模型,從理想流體中小振幅聲波運動方程出發(fā),引入聲阻抗和聲波行進時間,通過變換聲波方程形式及求解一維聲波方程,得到阻抗分布與時間之間需滿足的關系。利用離散分層將任意界面的入射聲壓與透射聲壓聯(lián)系起來,給出了一種分析介質聲學性能的方式,即通過確定聲波在非均質介質中的傳播時間,求得相應的位置,進而得到介質的聲學性能系數(shù)。結合本文研究目標,引入阻抗率轉移方程,推導得到典型阻抗?jié)u變分布形式介質對應的聲透射系數(shù)。在理論推導的基礎上,基于有限元仿真軟件建立了阻抗?jié)u變介質水下吸聲模型,研究了單胞阻抗變化形式(線性、二次型、指數(shù)型、懸鏈線型)、雙胞元阻抗變化形式,對阻抗?jié)u變復合材料聲學性能(吸收系數(shù)、反射系數(shù)、透射系數(shù))的影響規(guī)律,以低頻高吸聲為目標確定了最佳的阻抗?jié)u變形式。為易于制備及工程應用,將連續(xù)漸變阻抗離散分層,研究了分層方式(按厚度等分、按阻抗等分)對阻抗?jié)u變復合材料聲學性能的影響,對比分析確定較優(yōu)離散分層方式。利用高純鐵粉作為填料,聚脲作為基材,制作了不同組分比例的Fe/PU均質復合材料,利用超聲測試裝置測試了復合材料的特征聲阻抗,得出了均質Fe/PU復合材料的填料比例與其特征聲阻抗的對應關系,并以此為選材依據(jù),按理論計算的結果制備了不同漸變形式的阻抗?jié)u變多層復合材料。利用水聲脈沖管聲學測試裝置測試了所得多層復合材料的吸聲吸能并與仿真模擬結果進行了對比,驗證了仿真模擬的正確性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33
【圖文】：

第 1 章 緒 論.1 課題研究的背景和意義潛艇作為海軍最具威懾力的水下武器裝備，在隱蔽性及機動性方面有著較優(yōu)勢，并且自給力強、突擊性強、續(xù)航力大，對于海軍備戰(zhàn)領域是具有重要的研究價值的。與此同時，人們也積極的發(fā)展反潛技術，隨著軍事制導技術的飛展，作戰(zhàn)平臺針對潛艇的跟蹤和探測能力迅猛提升，并且攻擊的能力越來越強艇的獨特隱蔽性及生存能力受到了極大的挑戰(zhàn)�？v觀當代軍事技術發(fā)展趨勢，艦艇的航速高低、火力強弱及排水量大小等仍是針對其戰(zhàn)斗性能的主要衡量，但對于其戰(zhàn)斗技能的衡量，隱蔽性能有著最直接的、最重要的影響，故潛艇蔽性，特別是在水下的隱蔽性成為其最重要的性能及核心技術之一。進而，潛隱身技術又被譽為軍事上的“殺手锏”技術。

于同向排列的構象過渡需要一個過程，即導致明顯的彈性滯后現(xiàn)象。同時，若令一個分子鏈的各鏈段完全呈與外力大小相應的新構象分布則需要更長的一段時間，這使得應變滯后于應力一個相位角（如圖 1-3 所示），進而形成一個正比于形變做功的彈性滯后圈（如圖 1-4 所示），將所做功轉化為分子熱運動的熱能而耗散掉。圖 1-2 阻尼損耗圖

【參考文獻】

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本文編號：2731176