基于Biot模型的木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 12:29
目前纖維吸聲材料以聚酯纖維等合成纖維為主,該類纖維材料以石油化工為基礎(chǔ),加工能耗和污染性較大,而天然纖維屬于輕質(zhì)、低加工能耗的綠色材料,并具有一定的吸聲性能。所以利用植物纖維代替部分合成纖維,一方面可以減少合成纖維的使用,降低材料的加工能耗和污染;另一方面也可以拓展綠色植物的應(yīng)用范圍。本研究通過針刺方法將楊木纖維和聚酯纖維復(fù)合,形成木纖維/聚酯纖維復(fù)合吸聲材料。根據(jù)Biot現(xiàn)象吸聲理論模型,將復(fù)合纖維吸聲材料等效為某一特定介質(zhì),確定復(fù)合纖維材料參數(shù)與等效介質(zhì)密度和體積彈性模量之間的函數(shù)關(guān)系。分析理論吸聲系數(shù)與實(shí)測(cè)吸聲系數(shù)之間的相關(guān)性以及誤差原因。并結(jié)合聲阻抗、材料參數(shù)與等效介質(zhì)密度和體積彈性模量之間的函數(shù)關(guān)系分析材料參數(shù)、纖維形態(tài)對(duì)復(fù)合纖維吸聲材料吸聲性能的影響機(jī)理,主要結(jié)論如下:(1)將復(fù)合纖維吸聲材料等效為特定介質(zhì),建立復(fù)合纖維材料的參數(shù)與等效介質(zhì)密度和體積彈性模量之間的模型。根據(jù)聲波在有界介質(zhì)中的傳播特性,理論計(jì)算復(fù)合纖維吸聲材料的表面阻抗和吸聲系數(shù),理論與實(shí)測(cè)吸聲系數(shù)非線性回歸檢驗(yàn)的決定系數(shù)為0.720.97,木纖維形態(tài)的不規(guī)整是理論吸聲系數(shù)產(chǎn)生誤差的主要...
【文章來源】:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院北京市
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 研究背景
1.1.2 國(guó)內(nèi)外纖維多孔性吸聲材料的研究進(jìn)展
1.1.3 纖維多孔性材料吸聲理論模型的研究進(jìn)展
1.1.4 影響纖維多孔性吸聲材料聲學(xué)特性的因素
1.2 研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容
1.2.1 研究目標(biāo)
1.2.2 主要研究?jī)?nèi)容
1.3 技術(shù)路線圖
第二章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲現(xiàn)象理論模型
2.1 引言
2.2 聲波在理想流體中傳播的基本理論
2.2.1 聲波在理想流體中傳播的三個(gè)基本物理定律
2.2.2 聲波在理想流體中傳播的波動(dòng)方程
2.2.3 聲波在無界流體中傳播的聲阻抗
2.2.4 在無界流體中傳播方向相反的兩列波的疊加
2.2.5 聲波在有界流體中的傳播
2.2.6 平面聲波在細(xì)管中的傳播
2.3 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲現(xiàn)象模型理論
2.3.1 等效介質(zhì)的密度和體積彈性模量
2.3.2 等效介質(zhì)的理論吸聲系數(shù)
2.3.3 聲波在木纖維/聚酯纖維復(fù)合纖維材料中傳播時(shí)的基本參數(shù)
2.4 小結(jié)
第三章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的制備及吸聲性能測(cè)試
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗(yàn)材料
3.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
3.2.3 試驗(yàn)方法及性能測(cè)試
3.2.4 數(shù)據(jù)分析方法
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 不同密度的木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲性能分析
3.3.2 不同木纖維混合比例木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲性能分析
3.4 小結(jié)
第四章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料理論吸聲性能分析
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 試驗(yàn)材料
4.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 試驗(yàn)方法及性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 纖維密度及直徑大小
4.3.2 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的流阻率
4.3.3 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的現(xiàn)象模型理論吸聲性能分析
4.3.4 理論吸聲性能與實(shí)測(cè)吸聲系數(shù)的相關(guān)性能分析
4.3.5 現(xiàn)象理論模型理論吸聲系數(shù)的誤差分析
4.4 小結(jié)
第五章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能影響因素分析
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 試驗(yàn)材料
5.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
5.2.3 試驗(yàn)方法
5.3 結(jié)果與分析
5.3.1 體積密度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.2 材料厚度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.3 空腔深度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.4 流阻對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.5 孔隙率和曲折度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.6 纖維表面形態(tài)及大小對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.1.1 理論吸聲性能與實(shí)測(cè)吸聲系數(shù)的相關(guān)性分析
6.1.2 理論吸聲性能的誤差分析
6.1.3 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能對(duì)其參數(shù)的響應(yīng)機(jī)理
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 建議
參考文獻(xiàn)
附錄
在讀期間的學(xué)術(shù)研究
致謝
詳細(xì)摘要
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木質(zhì)纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的試驗(yàn)分析[J]. 彭立民,王軍鋒,傅峰,王東,朱廣勇. 建筑材料學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]麻纖維汽車內(nèi)飾材料的吸聲性能與針刺工藝的關(guān)系[J]. 胡鳳霞,杜兆芳,趙淼淼,張健. 紡織學(xué)報(bào). 2013(12)
[3]木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的制備工藝及其吸聲性能[J]. 王軍鋒,彭立民,傅峰,張耀麗,王東. 木材工業(yè). 2013(06)
[4]INVESTIGATION ON SOUND ABSORPTION PROPERTIES OF KAPOK FIBERS[J]. Hai-fan Xiang,Dong Wang,Hui-chao Liu,趙寧,徐堅(jiān). Chinese Journal of Polymer Science. 2013(03)
[5]Sound absorption performance of natural fibers and their composites[J]. YANG WeiDong & LI Yan School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics,Tongji University,Shanghai 200092,China. Science China(Technological Sciences). 2012(08)
[6]聚合物纖維類吸聲材料研究進(jìn)展[J]. 向海帆,趙寧,徐堅(jiān). 高分子通報(bào). 2011(05)
[7]羊毛纖維對(duì)薄微穿孔板吸聲性能的影響[J]. 李晨曦,徐穎,李旦望. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]玻璃纖維在噪聲控制中的應(yīng)用研究[J]. 杜治平. 企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2010(13)
[9]噪聲危害與治理[J]. 霍瑜姝,王聰,李鸞妹. 企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2010(13)
[10]天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料吸聲性能研究[J]. 羅業(yè),李巖. 材料工程. 2010(04)
碩士論文
[1]木質(zhì)纖維/聚酯纖維復(fù)合吸聲材料的研究[D]. 王軍鋒.南京林業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3637254
【文章來源】:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院北京市
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 研究背景
1.1.2 國(guó)內(nèi)外纖維多孔性吸聲材料的研究進(jìn)展
1.1.3 纖維多孔性材料吸聲理論模型的研究進(jìn)展
1.1.4 影響纖維多孔性吸聲材料聲學(xué)特性的因素
1.2 研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容
1.2.1 研究目標(biāo)
1.2.2 主要研究?jī)?nèi)容
1.3 技術(shù)路線圖
第二章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲現(xiàn)象理論模型
2.1 引言
2.2 聲波在理想流體中傳播的基本理論
2.2.1 聲波在理想流體中傳播的三個(gè)基本物理定律
2.2.2 聲波在理想流體中傳播的波動(dòng)方程
2.2.3 聲波在無界流體中傳播的聲阻抗
2.2.4 在無界流體中傳播方向相反的兩列波的疊加
2.2.5 聲波在有界流體中的傳播
2.2.6 平面聲波在細(xì)管中的傳播
2.3 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲現(xiàn)象模型理論
2.3.1 等效介質(zhì)的密度和體積彈性模量
2.3.2 等效介質(zhì)的理論吸聲系數(shù)
2.3.3 聲波在木纖維/聚酯纖維復(fù)合纖維材料中傳播時(shí)的基本參數(shù)
2.4 小結(jié)
第三章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的制備及吸聲性能測(cè)試
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗(yàn)材料
3.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
3.2.3 試驗(yàn)方法及性能測(cè)試
3.2.4 數(shù)據(jù)分析方法
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 不同密度的木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲性能分析
3.3.2 不同木纖維混合比例木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的吸聲性能分析
3.4 小結(jié)
第四章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料理論吸聲性能分析
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 試驗(yàn)材料
4.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 試驗(yàn)方法及性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 纖維密度及直徑大小
4.3.2 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的流阻率
4.3.3 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的現(xiàn)象模型理論吸聲性能分析
4.3.4 理論吸聲性能與實(shí)測(cè)吸聲系數(shù)的相關(guān)性能分析
4.3.5 現(xiàn)象理論模型理論吸聲系數(shù)的誤差分析
4.4 小結(jié)
第五章 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能影響因素分析
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 試驗(yàn)材料
5.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
5.2.3 試驗(yàn)方法
5.3 結(jié)果與分析
5.3.1 體積密度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.2 材料厚度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.3 空腔深度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.4 流阻對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.5 孔隙率和曲折度對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.3.6 纖維表面形態(tài)及大小對(duì)木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的影響
5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.1.1 理論吸聲性能與實(shí)測(cè)吸聲系數(shù)的相關(guān)性分析
6.1.2 理論吸聲性能的誤差分析
6.1.3 木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能對(duì)其參數(shù)的響應(yīng)機(jī)理
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 建議
參考文獻(xiàn)
附錄
在讀期間的學(xué)術(shù)研究
致謝
詳細(xì)摘要
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木質(zhì)纖維/聚酯纖維復(fù)合材料吸聲性能的試驗(yàn)分析[J]. 彭立民,王軍鋒,傅峰,王東,朱廣勇. 建筑材料學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]麻纖維汽車內(nèi)飾材料的吸聲性能與針刺工藝的關(guān)系[J]. 胡鳳霞,杜兆芳,趙淼淼,張健. 紡織學(xué)報(bào). 2013(12)
[3]木纖維/聚酯纖維復(fù)合材料的制備工藝及其吸聲性能[J]. 王軍鋒,彭立民,傅峰,張耀麗,王東. 木材工業(yè). 2013(06)
[4]INVESTIGATION ON SOUND ABSORPTION PROPERTIES OF KAPOK FIBERS[J]. Hai-fan Xiang,Dong Wang,Hui-chao Liu,趙寧,徐堅(jiān). Chinese Journal of Polymer Science. 2013(03)
[5]Sound absorption performance of natural fibers and their composites[J]. YANG WeiDong & LI Yan School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics,Tongji University,Shanghai 200092,China. Science China(Technological Sciences). 2012(08)
[6]聚合物纖維類吸聲材料研究進(jìn)展[J]. 向海帆,趙寧,徐堅(jiān). 高分子通報(bào). 2011(05)
[7]羊毛纖維對(duì)薄微穿孔板吸聲性能的影響[J]. 李晨曦,徐穎,李旦望. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]玻璃纖維在噪聲控制中的應(yīng)用研究[J]. 杜治平. 企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2010(13)
[9]噪聲危害與治理[J]. 霍瑜姝,王聰,李鸞妹. 企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2010(13)
[10]天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料吸聲性能研究[J]. 羅業(yè),李巖. 材料工程. 2010(04)
碩士論文
[1]木質(zhì)纖維/聚酯纖維復(fù)合吸聲材料的研究[D]. 王軍鋒.南京林業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3637254
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