聲學(xué)材料動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試方法研究.pdf

1、吸聲覆蓋層是覆蓋在潛艇表面的一種吸聲材料，為了提高吸聲覆蓋層的吸聲性能，吸聲覆蓋層的設(shè)計(jì)要綜合材料配方設(shè)計(jì)和聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面來考慮，材料的力學(xué)參數(shù)是建立吸聲覆蓋層的結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)與材料配方設(shè)計(jì)相互關(guān)聯(lián)的紐帶。目前的測(cè)量方法在水聲頻段內(nèi)很難達(dá)到精度要求，本文采用聲管測(cè)量吸聲材料復(fù)反射系數(shù)，然后利用遺傳算法反演吸聲材料的力學(xué)參數(shù)，這種方法解決了在5kHz-30kHz頻段內(nèi)的聲學(xué)材料力學(xué)參數(shù)的測(cè)試問題，而且達(dá)到了很高的精度。
　　 首

2、先，討論聲波在均勻材料中的傳播特點(diǎn)，由此建立材料力學(xué)參數(shù)與聲管測(cè)量均勻樣品的聲學(xué)參數(shù)之間的聯(lián)系，然后通過聲學(xué)參數(shù)反演材料的體積縱波模量。
　　 其次，研究聲波在無限長(zhǎng)的圓柱管中的傳播特點(diǎn)，建立彈性圓柱管中振動(dòng)位移的波動(dòng)方程，代入邊界條件，得到方程的一階、二階近似解。利用一階、二階近似解建立等效參數(shù)原則，將圓柱管等效為均勻材料。帶有均勻圓柱腔的樣品，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱、重復(fù)。對(duì)其中一個(gè)圓柱管進(jìn)行研究，利用之前建立的等效參數(shù)原則，將帶有均

3、勻圓柱腔的樣品的聲學(xué)參數(shù)與材料剪切模量G和拉米常數(shù)λ之間建立關(guān)系，將之前由均勻樣品反演得到的體積縱波模量作為已知量代入，可以求得剪切模量。在由聲學(xué)參數(shù)反演材料力學(xué)參數(shù)時(shí)，需要對(duì)超越方程進(jìn)行求解，此過程引入遺傳算法，提高反演的精度。利用MATLAB編寫程序，對(duì)聲管測(cè)量的均勻樣品和帶結(jié)構(gòu)樣品進(jìn)行仿真，仿真各個(gè)參數(shù)對(duì)樣品吸聲性能和反演材料力學(xué)參數(shù)的精度的影響，為設(shè)計(jì)試驗(yàn)樣品提供了依據(jù)，對(duì)算法和材料參數(shù)反演理論進(jìn)行仿真，驗(yàn)證遺傳算法反演材料參數(shù)