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吸声材料的应用是降低噪声、静化环境的重要方法之一。非织造材料作为一种高孔隙率的纤维集合体,具有良好的声学特性。同时非织造技术具有对纤维原料适应性能强,工艺灵活多变,且可按产品的性能要求进行工程化设计等优点,因此非织造吸声材料已广泛应用于建筑、交通运输等领域。高性能纤维是国防军工、现代工业产业升级与产品更新换代发展所必须的关键材料,近年来得到了快速发展,尤其高性能纤维的国产化为新型高性能材料的研究提供了有利条件。
本论文以国产间位芳纶纤维为原料,经梳理成网一针刺圄网制备了一系列芳纶针刺非织造材料,通过定量、厚度、力学性能、热传导系数、吸声系数等性能测试,综合考察了其性能,结果表明该材料具有良好的物理机械性能,吸声性能,且质轻、隔热性能良好,是一种新型高性能吸声材料。且吸声系数受材料的厚度、孔隙率等因素影响。
论文以多孔材料经典吸声理论-Zwikker-Kosten理论为基础,建立了适合非织造材料的基础运动方程,设定适宜的边界条件,得到非织造材料吸声系数的表达式,利用Mathematica软件编程对芳纶非织造的表达式材料的吸声性能进行了模拟计算,并且与实验所得到的数据进行对比,结果表明模拟结果在低频段与实验结果吻合较好,在高频段有一定误差。同时,模拟结果表明非织造材料存在最大吸声系数的结构,这为材料的优化设计提供了研究方向。