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黏弹性材料的动态力学特性及其对覆盖层吸声性能的影响

吕林梅 温激鸿 赵宏刚 温熙森

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黏弹性材料的动态力学特性及其对覆盖层吸声性能的影响

吕林梅, 温激鸿, 赵宏刚, 温熙森

Dynamical mechanical property of viscoelastic materials and its effect on acoustic absorption of coating

Lü Lin-Mei, Wen Ji-Hong, Zhao Hong-Gang, Wen Xi-Sen
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  • 本文利用标准化动态力学测量手段获得了某种高分子聚合物的动态杨氏模量,并根据时温等效原理对动态杨氏模量与声学测量在频段上的差异加以分析和转换,得到了5007500 Hz频率范围内该黏弹性材料杨氏模量随频率变化的特性. 基于所测得动态杨氏模量,采用有限元方法分析了均匀黏弹材料的吸声性能,并将仿真结果与样品声管实验数据进行对比,验证了测试所得参数的准确性. 进一步仿真分析了含有局域共振结构的声学覆盖层吸声性能,并讨论了黏弹性材料的动态特性对其吸声性能的影响,提出了改进水声覆盖层低频宽带吸声特性的建议.
    Viscoelastic macromolecular materials are widely used in underwater acoustic fields because of their favorable acoustic performance. Dynamical mechanical properties of viscoelastic materials, such as Young's modulus, shear modulus, and relevant loss factors, are important in the forecast of acoustic properties, which connect acoustical design of underwater coating with materials prescription design. Dynamic Young's modulus of some macromolecular materials is measured with dynamic mechanical apparatus (DMA), and then the basic acoustic parameters are expanded from a narrow band to a broad band by using principles of time-temperature superposition (TTS). When applying the basic parameters to calculating characteristics of the uniform layer sample by using the finite element method, a reasonable agreement of sound absorption coefficients is obtained between the calculations and measurements in the acoustic pipe. Furthermore, the underwater acoustic absorption properties of the coating with a local resonant structure are discussed. Finally, some suggestions are given about how to improve the underwater absorption performance at low frequencies.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11004249,51275519)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11004249, 51275519).
    [1]
    [2]

    Hinders M K, Rhodes B A, Fang T M 1995 J. Sound Vib. 185 219

    [3]
    [4]

    Ivansson S M 2012 J. Acoust. Soc. Am. 131 2622

    [5]

    Baird A M, Kerr F H, Townend D J 1999 J. Acoust. Soc. Am. 105 1527

    [6]
    [7]
    [8]

    Feng Y L, Liu X Z, Liu J H, Ma L 2009 Chin. Phys. B 18 3909

    [9]

    Yu L G, Li Z H, Wang R Q, Ma L L 2013 Acta Phys. Sin. 62 064301 (in Chinese) [于利刚, 李朝晖, 王仁乾, 马黎黎 2013 物理学报 62 064301]

    [10]
    [11]

    Liu Z Y, Zhang X, Mao Y W, Zhu Y Y, Yang Z, Chan C T, Sheng P 2000 Science 289 1734

    [12]
    [13]
    [14]

    Zhao H G, Liu Y Z, Wen J H, Yu D L, Wen X S 2007 Acta Phys. Sin. 56 4700 (in Chinese) [赵宏刚, 刘耀宗, 温激鸿, 郁殿龙, 温熙森 2007 物理学报 56 4700]

    [15]

    Zhao H G, Liu Y Z, Yu D L, Wang G, Wen J H, Wen X S 2007 J. Sound Vib. 303 185

    [16]
    [17]
    [18]

    Wen J H, Zhao H G, Lv L M, Yuan B, Wang G, Wen X S 2011 J. Acoust. Soc. Am. 130 1201

    [19]

    Lü L M, Wen J H, Zhao H G, Meng H, Wen X S 2012 Acta Phys. Sin. 61 214302 (in Chinese) [吕林梅, 温激鸿, 赵宏刚, 孟浩, 温熙森 2012 物理学报 61 214302]

    [20]
    [21]

    Jiang H, Wang Y R, Zhang M L, Hu Y P, Lan D, Zhang Y M, Wei B C 2009 Appl. Phys. Lett. 95 104101

    [22]
    [23]

    Jiang H, Wang Y R, Zhang M L, Hu Y P, Lan D, Wu Q L, Lu H T 2010 Chin. Phys. B 19 026202

    [24]
    [25]
    [26]

    Guo M L 2002 Dynamical Mechanical Analysis of Condensed Matter and Composite Material (Beijing: Chemical Industry Press) (in Chinese) [过梅丽2002高聚物与复合材料的动态力学热分析(北京: 化学工业出版社)

    [27]

    Li R Z 1999 Materials Science and Engineering A 278 36

    [28]
    [29]
    [30]

    Joseph P V, Mathew G, Joseph K 2003 Compos Part A-Applied Science and Manufacturing 34 275

    [31]

    COMSOL Inc. 2013 COMSOL Multiphysics 43a

  • [1]
    [2]

    Hinders M K, Rhodes B A, Fang T M 1995 J. Sound Vib. 185 219

    [3]
    [4]

    Ivansson S M 2012 J. Acoust. Soc. Am. 131 2622

    [5]

    Baird A M, Kerr F H, Townend D J 1999 J. Acoust. Soc. Am. 105 1527

    [6]
    [7]
    [8]

    Feng Y L, Liu X Z, Liu J H, Ma L 2009 Chin. Phys. B 18 3909

    [9]

    Yu L G, Li Z H, Wang R Q, Ma L L 2013 Acta Phys. Sin. 62 064301 (in Chinese) [于利刚, 李朝晖, 王仁乾, 马黎黎 2013 物理学报 62 064301]

    [10]
    [11]

    Liu Z Y, Zhang X, Mao Y W, Zhu Y Y, Yang Z, Chan C T, Sheng P 2000 Science 289 1734

    [12]
    [13]
    [14]

    Zhao H G, Liu Y Z, Wen J H, Yu D L, Wen X S 2007 Acta Phys. Sin. 56 4700 (in Chinese) [赵宏刚, 刘耀宗, 温激鸿, 郁殿龙, 温熙森 2007 物理学报 56 4700]

    [15]

    Zhao H G, Liu Y Z, Yu D L, Wang G, Wen J H, Wen X S 2007 J. Sound Vib. 303 185

    [16]
    [17]
    [18]

    Wen J H, Zhao H G, Lv L M, Yuan B, Wang G, Wen X S 2011 J. Acoust. Soc. Am. 130 1201

    [19]

    Lü L M, Wen J H, Zhao H G, Meng H, Wen X S 2012 Acta Phys. Sin. 61 214302 (in Chinese) [吕林梅, 温激鸿, 赵宏刚, 孟浩, 温熙森 2012 物理学报 61 214302]

    [20]
    [21]

    Jiang H, Wang Y R, Zhang M L, Hu Y P, Lan D, Zhang Y M, Wei B C 2009 Appl. Phys. Lett. 95 104101

    [22]
    [23]

    Jiang H, Wang Y R, Zhang M L, Hu Y P, Lan D, Wu Q L, Lu H T 2010 Chin. Phys. B 19 026202

    [24]
    [25]
    [26]

    Guo M L 2002 Dynamical Mechanical Analysis of Condensed Matter and Composite Material (Beijing: Chemical Industry Press) (in Chinese) [过梅丽2002高聚物与复合材料的动态力学热分析(北京: 化学工业出版社)

    [27]

    Li R Z 1999 Materials Science and Engineering A 278 36

    [28]
    [29]
    [30]

    Joseph P V, Mathew G, Joseph K 2003 Compos Part A-Applied Science and Manufacturing 34 275

    [31]

    COMSOL Inc. 2013 COMSOL Multiphysics 43a

  • [1] 邓世杰, 赵宇宏, 侯华, 文志勤, 韩培德. 高压下Ti2AlX(X=C,N)的结构、力学性能及热力学性质. 物理学报, 2017, 66(14): 146101. doi: 10.7498/aps.66.146101
    [2] 陈治鹏, 马亚楠, 林雪玲, 潘凤春, 席丽莹, 马治, 郑富, 汪燕青, 陈焕铭. Nb掺杂-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能. 物理学报, 2017, 66(19): 196101. doi: 10.7498/aps.66.196101
    [3] 李丽丽, 张晓虹, 王玉龙, 国家辉, 张双. 基于聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料微观结构的力学性能模拟. 物理学报, 2016, 65(19): 196202. doi: 10.7498/aps.65.196202
    [4] 姜金龙, 黄浩, 王琼, 王善民, 魏智强, 杨华, 郝俊英. 沉积温度对钛硅共掺杂类金刚石薄膜生长、结构和力学性能的影响. 物理学报, 2014, 63(2): 028104. doi: 10.7498/aps.63.028104
    [5] 刘本琼, 谢雷, 段晓溪, 孙光爱, 陈波, 宋建明, 刘耀光, 汪小琳. 铀的结构相变及力学性能的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(17): 176104. doi: 10.7498/aps.62.176104
    [6] 杨铎, 钟宁, 尚海龙, 孙士阳, 李戈扬. 磁控溅射(Ti, N)/Al纳米复合薄膜的微结构和力学性能. 物理学报, 2013, 62(3): 036801. doi: 10.7498/aps.62.036801
    [7] 喻利花, 马冰洋, 曹峻, 许俊华. (Zr,V)N复合膜的结构、力学性能及摩擦性能研究. 物理学报, 2013, 62(7): 076202. doi: 10.7498/aps.62.076202
    [8] 张思文, 吴九汇. 局域共振复合单元声子晶体结构的低频带隙特性研究. 物理学报, 2013, 62(13): 134302. doi: 10.7498/aps.62.134302
    [9] 王颖, 卢铁城, 王跃忠, 岳顺利, 齐建起, 潘磊. 虚晶近似法研究AlN-Al2O3固溶体系的力学性能和电子结构. 物理学报, 2012, 61(16): 167101. doi: 10.7498/aps.61.167101
    [10] 顾苏怡, 方红梅, 周正存, 杜洁. 累积轧制Ti/Al复合材料的微观结构演变和力学性能研究. 物理学报, 2012, 61(18): 186104. doi: 10.7498/aps.61.186104
    [11] 吕林梅, 温激鸿, 赵宏刚, 孟浩, 温熙森. 内嵌不同形状散射子的局域共振型黏弹性覆盖层低频吸声性能研究. 物理学报, 2012, 61(21): 214302. doi: 10.7498/aps.61.214302
    [12] 罗庆洪, 陆永浩, 娄艳芝. Ti-B-C-N纳米复合薄膜结构及力学性能研究. 物理学报, 2011, 60(8): 086802. doi: 10.7498/aps.60.086802
    [13] 罗庆洪, 娄艳芝, 赵振业, 杨会生. 退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响. 物理学报, 2011, 60(6): 066201. doi: 10.7498/aps.60.066201
    [14] 安涛, 王丽丽, 文懋, 郑伟涛. 溅射压强对TiN/SiNx纳米多层膜微观结构及力学性能的影响. 物理学报, 2011, 60(1): 016801. doi: 10.7498/aps.60.016801
    [15] 余伟阳, 唐壁玉, 彭立明, 丁文江. α-Mg3Sb2的电子结构和力学性能. 物理学报, 2009, 58(13): 216-S223. doi: 10.7498/aps.58.216
    [16] 喻利花, 董师润, 许俊华. AlN/BN纳米结构多层膜微结构及力学性能. 物理学报, 2008, 57(12): 7776-7782. doi: 10.7498/aps.57.7776
    [17] 马国佳, 刘喜亮, 张华芳, 武洪臣, 彭丽平, 蒋艳莉. 乙炔气体流量对纳米TiC类金刚石复合膜的化学结构及力学性能影响. 物理学报, 2007, 56(4): 2377-2381. doi: 10.7498/aps.56.2377
    [18] 岳建岭, 孔 明, 赵文济, 李戈扬. 反应溅射VN/SiO2纳米多层膜的微结构与力学性能. 物理学报, 2007, 56(3): 1568-1573. doi: 10.7498/aps.56.1568
    [19] 魏 仑, 梅芳华, 邵 楠, 董云杉, 李戈扬. TiN/TiB2异结构纳米多层膜的共格生长与力学性能. 物理学报, 2005, 54(10): 4846-4851. doi: 10.7498/aps.54.4846
    [20] 劳技军, 孔 明, 张惠娟, 李戈扬. TiN/SiC纳米多层膜的生长结构与力学性能. 物理学报, 2004, 53(6): 1961-1966. doi: 10.7498/aps.53.1961
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-21
  • 修回日期:  2014-03-07
  • 刊出日期:  2014-08-05

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