分层复合水刺/热风非织造材料的吸声性能研究

论文摘要

纺织材料在使用时能够吸收声音,降低噪音,属于典型的多孔吸声材料。由于机织物、针织物孔径较大,厚度较薄,使其吸声性能较差,非织造材料是纺织吸声材料中研究较多的一类材料。本文选取以涤纶纤维为主要原料的水刺非织造材料和热风非织造材料制作成两层和三层的分层复合吸声材料,研究其吸声性能。以水刺非织造材料、热熔纤网和热风非织造材料为原料,分层叠加置于烘箱中热风加热,得到复合后的两层和三层非织造材料。通过对复合前后非织造材料的厚度、透气性、孔隙率以及吸声性能等进行测试,探讨了材料物理参数对材料吸声性能的影响。通过测试数据分析可知,随着厚度增加,声音在非织造材料内部通过的路径变长,因而材料在同一声波频率的吸声系数将提高。透气性对单层水刺非织造材料吸声系数的影响不显著;随着透气性增加,热风非织造材料吸声系数降低。双层材料按照孔隙率从低到高的梯度排列时透气性低于从高到低排列,而吸声性能提高。本文以瑞丽模型为基础,根据声波在介质内的传导方程,推导得出分层吸声材料的理论模型,并进行数值仿真和实验验证。通过实验测试,本文比较得出了用于吸声领域的两层和三层非织造材料的最佳组合方式,且验证得出分层材料吸声理论模型可用来计算本文所研究的非织造复合材料。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 吸声材料研究背景
• 1.1.1 噪声的危害
• 1.1.2 吸声降噪
• 1.2 吸声简介
• 1.2.1 吸声机理
• 1.2.1.1 共振吸声
• 1.2.1.2 多孔吸声
• 1.2.2 吸声材料及其表征
• 1.2.3 吸声性能测试方法
• 1.2.3.1 混响室法
• 1.2.3.2 驻波管法
• 1.3 纺织吸声材料的国内外研究和发展状况
• 1.3.1 物理性能影响研究
• 1.3.1.1 厚度
• 1.3.1.2 表面粗糙度
• 1.3.1.3 面密度和容重
• 1.3.1.4 背衬空气层
• 1.3.1.5 双重多孔材料
• 1.3.1.6 异形截面纤维材料
• 1.3.2 吸声复合材料研究
• 1.3.2.1 穿孔板或者微穿孔板结构
• 1.3.2.2 金属涂层或材料复合
• 1.3.2.3 高性能纤维复合材料
• 1.4 非织造吸声材料的应用
• 1.5 本课题的研究内容和意义
• 第二章 分层复合非织造材料的组成及物理性能测试
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 水刺和热风非织造材料的物理性能测试
• 2.3.1 非织造材料厚度测试
• 2.3.2 面密度和容重测试
• 2.3.3 纤维密度测试
• 2.3.4 孔隙率测试
• 2.3.5 透气性测试
• 2.3.6 孔径测试
• 2.3.7 纤维直径测试
• 2.4 本章小结
• 第三章 复合材料制备及吸声性能试验分析
• 3.1 复合材料制备
• 3.1.1 实验材料及仪器
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 复合材料物理性能测试
• 3.2.1 厚度测试
• 3.2.2 透气性测试
• 3.3 吸声性能测试
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 水刺非织造材料和热风非织造材料吸声图谱分析
• 3.4.2 双层复合材料以水刺非织造材料为受声面的吸声图谱分析
• 3.4.3 双层复合材料以热风非织造材料为受声面的吸声图谱分析
• 3.4.4 三层结构复合材料吸声测试及分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 分层复合材料吸声理论模型及推导
• 4.1 单层材料吸声模型推导
• 4.2 分层吸声结构
• 4.2.1 双层吸声结构
• 4.2.2 实验仿真
• 4.2.3 结果分析
• 4.3 多层吸声结构吸声系数递推计算
• 4.4 双层材料和三层材料吸声模型理论计算值与实际测算值比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文目录
• 附录
• 致谢