壓電致動(dòng)聲襯及其消聲性能研究.pdf

1、噪聲污染廣泛的存在于社會(huì)生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，采用不同的手段對(duì)噪聲抑制或消除一直是工程界、學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。聲襯技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、氣流管道等流體機(jī)械的噪聲控制工程中有著廣泛的應(yīng)用。研究具有自適應(yīng)功能的新型聲襯，對(duì)于抑制寬頻噪聲，提升動(dòng)力機(jī)械的整體水平具有重要理論意義與工程實(shí)用價(jià)值。本文在研究渦流消聲理論以及壓電合成射流技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種可自主控制的壓電致動(dòng)聲襯，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、氣流管道等流體機(jī)械中的寬頻噪聲進(jìn)行抑制。<

2、br>　　根據(jù)壓電致動(dòng)聲襯的工作原理，對(duì)壓電致動(dòng)單元進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。建立了壓電片的有限元模型，并對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算。通過模態(tài)分析計(jì)算出所選用的壓電片（金屬振動(dòng)膜直徑為30mm，厚度為0.2 mm；壓電陶瓷直徑為25 mm,厚度為0.2 mm）的固有頻率為2504 Hz，驅(qū)動(dòng)頻率越接近壓電片固有頻率共振現(xiàn)象越明顯，壓電片共振會(huì)影響聲襯的使用壽命。
　　根據(jù)渦流消聲的基本理論，對(duì)壓電聲襯產(chǎn)生的射流進(jìn)行了分析。分別對(duì)壓電片和聲襯的外流場(chǎng)

3、建立了有限元模型，并將電場(chǎng)、結(jié)構(gòu)以及流場(chǎng)進(jìn)行了多域耦合分析。通過分析計(jì)算出壓電致動(dòng)聲襯射流速度隨著壓電片激勵(lì)電壓的幅值和頻率的增大而增大；聲襯的射流速度隨著聲襯單元噴孔直徑的變小而增大；聲襯的射流速度在噴孔厚度為1 mm時(shí)達(dá)到最大值96.4 m/s；腔體高度為1 mm—2 mm之間聲襯的射流速度趨于穩(wěn)定，大于2mm或者小于1mm時(shí)聲襯的射流速度明顯下降。
　　采用LABVIEW編寫了數(shù)據(jù)采集程序以及自適應(yīng)控制程序，研發(fā)了吸聲系數(shù)測(cè)

4、量系統(tǒng)并將其應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)測(cè)試中。根據(jù)聲襯技術(shù)的聲學(xué)評(píng)價(jià)方法，設(shè)計(jì)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案。通過對(duì)壓電致動(dòng)單元射流速度的測(cè)試，進(jìn)一步研究射流速度與激勵(lì)電壓之間的關(guān)系。通過對(duì)聲襯板與平板吸聲系數(shù)的對(duì)比測(cè)試，說明該聲襯能夠吸收一定的聲能，入射聲波頻率在700Hz—900Hz范圍內(nèi)，吸聲系數(shù)最大增量為0.5；通過對(duì)鋪設(shè)有聲襯的管道進(jìn)行傳遞損失的測(cè)試，噪聲頻率在700Hz—800Hz時(shí)，聲襯管道的傳遞損失最大增量為0.8。說明該聲襯結(jié)構(gòu)對(duì)噪聲的抑制有增強(qiáng)作