张钧哲, 陈天宁,2, 朱建,2, 刘志骁

(1.西安交通大学机械工程学院, 710049, 西安; 2.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室, 710049, 西安)

近年来,超轻多孔金属材料因其独特的性能得到了越来越多的关注和研究,相较于传统吸声材料,其具有高比刚度、高比强度、耐腐蚀、耐高温等特性,已被广泛应用,尤其在吸声器设计、减振降噪等领域[1-3]。高压渗流法制备的微孔泡沫铝是一种具有良好力学性能的新型超轻多孔金属材料,因其超低密度、高表面积体积比等特点,在噪声控制领域有着广泛的应用前景[4-9]。

吸声系数是衡量微孔泡沫铝及其他多孔材料吸声性能的一个关键参数,了解影响吸声系数的主要参数有助于微孔泡沫材料的参数设计和优化。开孔泡沫型多孔介质的吸声系数的研究包括数值模拟[10-12]、理论分析[13-24]以及实验验证[2-5,25]。实验测量直接确定吸声系数非常重要,可为理论研究提供基准。计算复杂的多孔材料的鲁棒性、衡量声音传播的可视化能力时,采用数值模拟方法研究多孔材料中声音的传播引起了越来越多的关注[10-11]。相比之下,如果吸声系数的分析模型直接建立在可靠的物理原理基础上,则在揭示多孔材料吸声机理方面具有明显优势。具有刚性骨架的多孔介质的吸声分析模型如图1所示。从1940年开始,为了准确地描述声音在不同形态材料的传播过程、黏滞惯性以及弯曲多孔路径中的热能耗散等,分析各种硬质多孔介质的吸声系数所需的参数数量已从1个增加到8个[20]。……