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纤维类吸声材料的研究进展

彭敏  赵晓明  
【摘要】:纤维材料以其在中高频段良好的吸声效果而被广泛应用于减震降噪领域,特别在航天航空、建筑、汽车等领域受到了国内外学者们的高度关注。其优异的吸声性能得益于材料内部大量的微孔和缝隙,当声波进入材料时,纤维与空气之间的摩擦以及纤维自身的振动等作用将使声能转化为热能而耗散。传统的纤维材料虽然具有良好的吸声效果,但仍存在以下问题:(1)纤维材料对低频段声波的吸收效果并不理想,对低频噪音防护效果差;(2)具有较好吸声效果的纤维材料通常较厚且易变形,使用范围大大受限;(3)传统纤维材料的强力较低、化学稳定性较差且使用寿命较短,更新和维护成本高。随着新材料和新技术的不断开发和完善,对纤维材料的研究已不再局限于使用单一材料及传统的改变结构的方式,而是利用新材料和新技术,着力于开发出吸声性能优异、综合性能良好且厚度适宜的新型材料。目前,国内外学者对纤维吸声材料的研究主要集中于:(1)天然纤维复合材料及废弃纤维吸声材料的研究与开发;(2)将传统纤维材料与纳米纤维层复合以改善其在低频段的吸收效率;(3)纤维材料组织结构变化对吸声性能影响的研究及理论模型的建立。本文简要介绍了纤维类吸声材料的吸声机理、常见的吸声理论模型,重点阐述了纤维类吸声材料的国内外研究进展,归纳了常见材料的测试方法及影响材料吸声性能的相关因素,最后讨论和分析了纤维吸声材料的性能优化及结构设计。

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