【正文】 ..................... 10 畢奧 (Biot)理論 ................................................................. 10 VAOne 軟件簡介 ................................................................ 11 應(yīng)用范圍 ........................................................... 11 VA one 應(yīng)用過程 .......................................................... 11 VA One 核心模塊介紹 .................................................. 12 4三聚氰胺泡沫塑料吸聲特性的仿真設(shè)計 ................................ 14 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 三聚氰胺泡沫塑料厚度對吸聲系數(shù)的影響 ....................... 14 三聚氰胺泡沫塑料密度對吸聲系數(shù)的影響 ....................... 15 三聚氰胺泡沫塑料背后空氣層對吸聲系數(shù)的影響 .......... 16 三聚氰胺泡沫塑料孔隙系數(shù)對吸聲系數(shù)的影響 .............. 17 三聚氰胺胺泡沫塑料功耗對吸聲系數(shù)的影響 ................... 18 粘滯系數(shù)對三聚氰胺胺泡沫塑料吸聲系數(shù)的影響 ........... 19 流阻率對三聚氰胺胺泡沫塑料吸聲系數(shù)的影響 ............... 19 5結(jié) 論 .................................................................................. 21 致 謝 ..................................................................................... 22 參考文獻(xiàn) ................................................................................... 23 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 1 緒 論 研究意義及背景 隨著社會的進(jìn)步，人們生活 中出現(xiàn)可各種各樣奇怪的聲音，這些聲音組成了大自然的“交響樂”，但有些聲音卻影響了人們的正常生活。據(jù)有關(guān)資料了解 噪聲污染己經(jīng)成為 一個 世界性的問題 與空氣污染 、 水污染 并稱為世界三大公害。隨著社會的進(jìn)步人們的環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)，人們對于環(huán)境中聲音的要求也越來越高， 噪聲 的治理具有極其重要的意義 。因此對于三聚氰胺泡沫材料吸聲效果研究具有極其重要的意義。 (2 )在聲波傳播過程中 可以使用 阻隔 方式 或 收聲波。 由于聲源的控制是最難實(shí)現(xiàn)的，聲音在傳播過程中的控制容易實(shí)現(xiàn) ,其 最 有效的控制方法是在聲 音 的傳播過程中 加以 阻隔、吸收聲波 降低分貝 。前者在低頻聲音是的吸聲系數(shù)較高，但其制作及加工有些復(fù)雜；后者在中高頻聲音中具有較大的吸聲系數(shù) 。伴隨著近代合成材料的進(jìn)展，吸聲材料也從以前的有機(jī)材料到無機(jī)材料，再到如今的復(fù)合材料。未來新型聲學(xué)材料應(yīng)具備環(huán)保，安全等特點(diǎn)。對于直入射吸收系數(shù)和無規(guī)則入射吸聲系數(shù)的 可以為研究者提供一定的信息。 據(jù)資料的記載可知，對于材料的吸聲效果研究可以追溯到上世紀(jì) 40 年代初 ,不論從材料學(xué)的快速發(fā)展還是對于研究材料學(xué)科人員數(shù)量的增多，材料關(guān)于吸聲的研究成果已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)，如 資源的聲波勘探、 地震 勘探、 聲波測井 和吸聲材料的聲音衰減 等。 MorseIngard 模型建立在物理聲學(xué)基礎(chǔ)上，但是它不能直接的運(yùn)用到微觀材料的結(jié)構(gòu)上，只能間接的運(yùn)用到微觀多孔材料的結(jié)構(gòu)。直到 1980年， Plioa 首次在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證了 Boit 理論中提到的第二種縱波 — 慢縱波，在 Biot理論的分析與應(yīng)用的曲折道路上起到了推進(jìn)效果。 由于材料就有多孔性、薄膜作用或共振作用，對入射聲能或多或少都有吸聲能力，因此吸聲材料一般是內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有多孔的、貫通的而且密度極小。 在工程應(yīng)用中，吸聲材料的質(zhì)量主要通過材料的吸聲系數(shù)體現(xiàn)的。 ?? = ∑ ?ii=ni=1n （ 22） 式中 ??為平均吸聲系數(shù)： ?i為各頻率的吸聲系數(shù) 。現(xiàn)在 ,材料吸聲系數(shù)的側(cè)量方法主要有三種 :駐波管法、傳遞函數(shù)法和混響室法。由于實(shí)用中的試件的吸聲系數(shù)與聲波的 入射方向及安裝條件有關(guān)，而像駐波管法中所采用的入射方向及安裝條件在工程中是沒有的，因此駐波管法僅用于研究吸聲系數(shù)與其樣品的大小無關(guān)的吸聲材料的聲學(xué)性能。本方法也能用來測定吸聲材料的表面聲阻抗率或表面聲導(dǎo)納率。 上述這些量都是作為頻率的函數(shù)確定的。 3)混響室法 混響室法的 測量結(jié)果為 隨機(jī)入射吸聲系數(shù)，是通 過測定混響室的 混響 時間 來確定材料的吸聲系數(shù)的。 從已 發(fā)表的文獻(xiàn)來看 ,背 襯對吸聲特性的研究主要集中在 水下。材料不同 ,其吸聲特性也不同。 三聚氰胺泡沫塑料內(nèi)部的孔洞是向外敞開，這樣有易于聲波進(jìn)入孔洞內(nèi)。同時三聚氰胺泡沫塑料具有良好的隔熱保溫作用因此它又是一種良好的絕熱材料。隨著三聚氰胺泡沫塑料的厚度不斷增加，吸聲系數(shù)的變化趨勢也逐漸趨于平緩。 (3)空氣流阻的影響：流阻過大或過小都能使材料 吸聲特性降低，流阻（ Rf）是用來表示 聲音傳播時材料中的空氣穿過孔隙間所受到的阻力。 (4)孔隙率的影響 ：三聚氰胺泡沫塑料孔隙率達(dá) 70%99%之間，其孔隙率為內(nèi)部空氣體積與三聚氰胺泡沫塑料總體積之比，即 P = VaVm其中 P 為孔隙率（ %），Vm為三聚氰胺泡沫塑料的總體積 ,Va為三聚氰胺泡沫塑料與大氣相連通的空氣體積。用聲學(xué)參數(shù)、毛孔參數(shù)來描述剛性多孔材料。 通過聲學(xué)流體的本構(gòu)關(guān)系可以了解一個無限小的多孔材料塊中的壓力與材安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 料體積變形量、流過材料塊流量的關(guān)系 ?p = Q?V +αQ?S （ 35） 表達(dá) 式中的 表示多孔材料體積模量 ?V = Ω?i(Uj ? uj)為流體凈流量，?S = ?juj為體積變形， 為畢奧常數(shù)。優(yōu)化新輕質(zhì)材料和構(gòu)造的振動一聲學(xué)性能 。 (2)汽車行業(yè) :為供應(yīng)商創(chuàng)建系統(tǒng)級模型和組件級目標(biāo)一設(shè)計更安靜的發(fā)動機(jī)和機(jī)車部件 。設(shè)計降低水力和機(jī)械流動對聲納自身噪聲的貢獻(xiàn) 。模擬列車經(jīng)過噪聲和城市噪聲沖擊 。 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 2)接下來是 創(chuàng)建和應(yīng)用各種材料屬性及參數(shù)。 3)創(chuàng)建各子系統(tǒng)后，需要將聲學(xué)子系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)連接起來，使之成為耦合的完整的結(jié)構(gòu)聲振系統(tǒng)。 5)計算模型后，可以根據(jù)需要求解得到各種結(jié)果，這些結(jié)果都是通過頻率函數(shù)或以圖表形式顯示，結(jié)果包括聲壓級、振速、吸聲系數(shù)、模態(tài)密度、能量輸入等。 (2)Cosmic Nastran 求解器： Cosmic Nastran 有限元求解器 是一款通用的有元求解器，通過 Cosmic Nastran 求解器可以對材料的隨機(jī)振動進(jìn)行分析及對聲音輻射進(jìn)行分析。 (4)Acoustic BEM 聲學(xué)邊界元：使用 VA One 軟件可以對外聲場和結(jié)構(gòu)的聲音輻射進(jìn)行確定性的分析，主要是由于 VA One 軟降提供了外 聲場的確定性分析通過間接邊界單元實(shí)現(xiàn)的。 3）中頻軟件分析 在低頻段 ,一般采用有限元 (FE)方法進(jìn)行分析 。首先打開 VA One 仿真軟件如下圖 所示。如圖 所示。 圖 編輯三聚氰胺泡沫塑料屬性 通過設(shè)置 三聚氰胺泡沫塑料 密度分別為 7kg/m179。 圖 三聚氰胺泡沫塑料密度對吸聲系數(shù)的影響 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖可以觀察到，隨著 三聚氰胺泡沫塑料 密度 的增加在一定范圍類吸聲系數(shù)增加但當(dāng)密度增加到臨界值時，隨著密度的增加吸聲系數(shù)減小。如圖 所示為添加空氣層并設(shè)計其空氣層厚度為 1mm。 分別使用孔隙系數(shù)為 、 、 、 、 進(jìn)行模擬，其結(jié)果如 圖 所示 。 粘滯系數(shù)對 三聚氰胺胺泡沫塑料 吸聲系數(shù)的影響 滯系數(shù) 對于吸聲系數(shù)有一定的影響，通過設(shè)置 粘滯系數(shù) 值，觀察不同的 粘滯系數(shù) 對于吸聲系數(shù)的影響，通過 VA One 仿真軟件，編輯 三聚 氰 胺 胺泡沫塑料 基本參數(shù)中的 粘滯系數(shù) ，分別取以下一組數(shù)據(jù)， 、 、 、 得到以下結(jié)果，如圖 所示。 流阻率為 17000 流阻率為 1 0 9 0 0 F r o z e n 1 流阻率為 8 0 0 0 F r o z e n 2 流阻率為 1 2 0 0 0 F r o z e n 3 流阻率為 1 7 0 0 0 F r o z e n 4 流阻率為 1 7 0 0 0 F r o z e n 5安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 5結(jié) 論 吸聲降噪在人們?nèi)粘Ｉ睢⒐I(yè)生產(chǎn)以及軍隊領(lǐng)域具有重要意義 ,多孔材料是