基于Havriliak-Negami模型的黏弹性材料吸声性能优化

通过构建Havriliak-Negami模型并使用分层介质模型对黏弹性材料的动态力学参数进行优化,以提升其低频吸声性能。研究结果表明,在频率为1~6 kHz内、厚1 cm钢背衬条件下,厚5 cm橡胶材料的复杨氏模量优化后可实现平均吸声系数达到0.90。同等厚度条件下,具有不同驰豫时间的多层橡胶材料优化后可实现更加均匀的有效吸声。

一种用于水声材料设计的动态参数测试方法

针对提高水声材料设计中动态参数输入精度的问题,提出了一种复杨氏模量及泊松比准确测试方法。对于复杨氏模量测试,通过将Williams-Landel-Ferry(WLF)方程引入到Havriliak-Negami(H-N)模型中,采用信赖域反射算法对未知参数进行拟合得到材料参数宽频域主曲线。对于泊松比测试,根据同一材料不同形状因子表观杨氏模量之比与泊松比存在唯一量化关系的特性,仅通过两种不同形状因子试样的准静态有限元模拟,获得表观杨氏模量比值与泊松比量化曲线。因此,根据橡胶样品表观杨氏模量测试结果,可以直接利用局部加权回归获得其泊松比。最后,将前述材料制成直径为55 mm、厚度为50 mm的声管样品,放置在水声管中进行吸声系数测试。同时,把橡胶的复杨氏模量和泊松比的测量结果输入到水-橡胶-水分层介质模型中进行吸声系数计算。结果表明两者吻合,验证了上述测试方法的正确性和有效性。