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《阻抗?jié)u變梯度復(fù)合材料設(shè)計制備及性能研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文阻抗?jié)u變梯度復(fù)合材料設(shè)計制備及性能研究RESEARCHONACOUSTICCHARACTERISTICOFCOMPOSITEWITHGRADIENTCHANGEOFIMPEDANCE馮譯文哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TB564學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文阻抗?jié)u變梯度復(fù)合材料設(shè)計制備及性能研究碩士研究生：馮譯文導(dǎo)師：張廣玉教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機(jī)械電子工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TB564U.D.C:62
2、1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONACOUSTICCHARACTERISTICOFCOMPOSITEWITHGRADIENTCHANGEOFIMPEDANCECandidate：YiwenFengSupervisor：Prof.ZhangGuangyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechatronicsEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeri
3、ngDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要聲阻抗梯度漸變介質(zhì)是由多層結(jié)構(gòu)發(fā)展成的一種新型聲結(jié)構(gòu)。本文在大量調(diào)研聲學(xué)吸聲材料及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合理論推導(dǎo)及有限元仿真的方法，基于潛艇吸聲覆蓋層的應(yīng)用背景，以低頻吸聲為目標(biāo)設(shè)計了阻抗?jié)u變復(fù)合材料，并通過樣品制備及聲學(xué)測試進(jìn)行了部分仿真結(jié)果的實驗驗證。理論推導(dǎo)部分基于簡諧聲波方程和阻抗率轉(zhuǎn)移公式，得到了阻抗以不同漸變形式變化媒介的聲學(xué)性能系數(shù)。通過建立聲波在非均
4、質(zhì)介質(zhì)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(jìn)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(guān)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(zhì)聲學(xué)性能的方式，即通過確定聲波在非均質(zhì)介質(zhì)中的傳播時間，求得相應(yīng)的位置，進(jìn)而得到介質(zhì)的聲學(xué)性能系數(shù)。結(jié)合本文研究目標(biāo)，引入阻抗率轉(zhuǎn)移方程，推導(dǎo)得到典型阻抗?jié)u變分布形式介質(zhì)對應(yīng)的聲透射系數(shù)。在理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，基于有限元仿真軟件建立了阻抗?jié)u變介質(zhì)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
5、形式，對阻抗?jié)u變復(fù)合材料聲學(xué)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(biāo)確定了最佳的阻抗?jié)u變形式。為易于制備及工程應(yīng)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(fù)合材料聲學(xué)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(zhì)復(fù)合材料，利用超聲測試裝置測試了復(fù)合材料的特征聲阻抗，得出了均質(zhì)Fe/PU復(fù)合材料的填料比例與其特征聲阻抗的對應(yīng)關(guān)系，并以此為選材依據(jù)，按理論計算的結(jié)果制備了不同漸變形式的阻抗?jié)u變多層復(fù)合材料。利用水聲脈沖管聲學(xué)測試裝置測
6、試了所得多層復(fù)合材料的吸聲吸能并與仿真模擬結(jié)果進(jìn)行了對比，驗證了仿真模擬的正確性。關(guān)鍵詞：聲阻抗?jié)u變；梯度結(jié)構(gòu)；阻抗率轉(zhuǎn)移方程；聲學(xué)性能測試-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThemediumwithgradientchangeofacousticimpedanceisanewacousticstructurewhichdevelopedfrommultiplelayerstructures.Withsoundabsorptioncoatingofsubmarineasresearchbackground,alayeredsoundabs
7、orptionstructurewithgradientchangeofimpedanceisdesignedwithlow-frequencyhighsoundabsorptionasthegoalbytheoreticalderivationandfiniteelementsimulationinthispaper.Also,theexperimentalverificationofpartialsimulationresultsareperformedbysamplepreparationandacoustictests.Basedonsimpleh
8、armonicacousticwaveequationandimp
