多层柔性复合材料的结构设计及吸声性能的表征

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随着经济的快速发展,噪声问题日益严重,已经直接影响到人们的生活质量。因此,为了减少环境噪声给人们的正常生活和工作所带来的影响,合理地开发利用吸声材料及综合提高材料的降噪性能显得十分必要。本文主要针对涤纶的机织物和非织造材料的吸声性能和其内部结构的关系进行研究。在应用传统的测试方法混响室法和阻抗管法的基础上,自行开发了一套适合用于纺织材料的测试仪器装置,简称分贝仪法。利用分贝仪声量法测试了复合铝膜前、后的不同组织结构的单层、双层、三层和四层涤纶的机织物。结果表明:复合铝膜的单层平纹、单层缎纹和单层蜂巢织物的降噪效果表现较优,织物经过复合铝膜可直接提高织物的隔声性能。但这类单层织物的吸声性能相当有限,远远不能满足人们的需要。为此设计了具有多孔性的非织造材料与织物复合,以提高织物的吸声性能。并利用阻抗管法研究了复合材料的吸声性能。经测试结果分析得出,复合材料的吸声性能优于复合前的单独材料的吸声性能,特别是在低频区有着明显的提高;随着频率的增大,复合材料的吸声系数在逐渐增加,增加到一定的数值,有下降的趋势,即复合材料在低频处的吸声性能较弱,高频处的吸声性能较强,这与织物本身的内部结构有着密切的关系。利用分形理论对非织造材料的内部结构进行性能表征,运用盒计数法,通过Matlab编程计算出非织造材料内部孔洞结构的面积分形维数。通过建立非织造材料的分形结构与其透气率均值、吸声系数均值的关系,表明非织造材料的孔洞面积分形维数与材料的透气率和吸声性能有着密切的联系,即分形维数越大,材料的透气性能越好,材料的吸声性能越好。
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