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水下吸声材料的研究进展/石云霞等
水下吸声材料的研究进展
石云霞2,奚正平2,汤慧萍,朱纪磊,王建永2,放庆波2
(1西安建筑科技大学材料科学与工程学院,西安710055:2西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,西安710016)
摘要概述了水下吸声机理,综述了常用的吸声材料和吸声结构以及国内外水下吸声材料的研究和应用现
状。归纳出水下吸声材料的3个发展方向,即理论计算指导材料设计、提高材料低频吸声性能和增加频宽及提高材
料耐水压和耐蚀性。指出具有高强度、高耐热性、高耐蚀性和良好吸声效果的金属多孔材料,特别是央心复合吸声结
构具有良好的发展前景。
关键词水声材料消声瓦吸声机理橡胶
Progress of Underwater Sound-absorbing Materials
SHI Yunxial, 2, XI Zhengping, TANG Huiping, ZHU Jilei
WANG Jianyong, AO Qingbo'
(1 College of Material Science and Engineering, Xi,an University of Architecture and Technology, Xi 710055
2 State Key Laboratory of Porous Metals Materials, Northwest Institute for Nor-ferrous Metal Research, Xi'an 710016
Abstract The acoustic absorbing principle is introduced in this paper. Research and application development of
the underwater sound absorbing materials and structures at home and abroad are summarized. The development of un
derwater sound absorbing materials aims at three directions theoretical calculation guiding materials design, higher
low frequency sound absorbing performance and wide frequency band, higher water-pressure and corrosion resistance
Porous metal materials, especially sandwich composite structure with high strength, heat resistance, corrosion resi
tance as well as nice sound absorbing performance will have extensive prospect
Key words underwater sound absorbing materials, silent tile, acoustic principle, rubber
0引言
水下吸声材料的吸声机理
随着声纳探测技术的不断发展和探测能力的不断提高,
水下吸声材料的吸声机理有3种:(1)材料的粘性内摩
作为海军常规战略武器装备的澘艇,其隐蔽性受到严重的挑擦吸声,也称为阻尼损耗,是指声波进入材料后引起相邻质
战。降低潜艇自身噪声和艇身对雷达声纳波的反射是提高点运动速度不同,由相对运动而产生内摩擦,这可以使相当
潜艇隐身性能的主要手段。研究发现,如果舰艇水下噪声降一部分声能转化为热能而引起声波衰减。(2)材料的弹性弛
低10dB,则敌方探测发现本艇的距离可缩短32%;而如果声豫过程吸声间,声波进入材料后使材料中的分子由球形变为
纳平台区自噪声降低5dB,本艇探测距离可增加60%,探测椭圆形,而分子链本身并无变化,这种变形有明显的弹性滞
日标的海区面积为原面积的3倍。提高潜艇声隐身技术后现象,使得材料在变形和恢复过程中,变形落后于应力的
通常采用的方法是在潸艇壳体表面覆盖吸声材料(即消声变化,使声能转変为热能。(3)波形转换,即入射纵波在粘弹
瓦)。消声瓦敷设在潜艇表面,既能大轁度地吸收对方主动性材料中引起的体积形变产生波形变换,使纵波变换成具有
雷达探测声波的能量,减少主动声纳的反射,又可降低艇体高损耗因子的剪切波而达到吸声作用。
振动,减少潜艇内部产生的机械辐射噪声,同时还可以改善
材料的声阻抗(材料密度与材料声速的乘积)和材料衰
艇体表面的流体动力特性,减少航行阻力,提高航速。因减常数是决定吸声性能的2个重要参数。在阻尼材料中,纵
此,消声瓦是隐身技术的关键,现已得到各国的重视。目前波的传播速度c1和衰减常数a1分别为:
已开发出多种吸声材料和吸声结构-?。
2(1+ tano
影响水下吸声材料吸声性能的主要因素是材料体系和
1+(1+tanb8)+
声学结构。本文介绍了水下吸声机理,简述了常用的吸声结
构,综述了国内外水下吸声材料的研究和应用现状,并对未
co{(1+tan8)[1+(1+tan)+]
来的发展趋势进行了展。
c。=[(A+2p)/l]
差国家973计划资助项目(2006CB601201B
石云厦:女,1982年生,硬士研究生Tel:029-86231095E-mail;shiyunxia9995660163.com