[00150225]柔性超微孔微穿孔板吸声体研究

本项目的研究目标是研究一种柔性超微孔微穿孔板吸声体,它兼有吸声频带宽和可弯曲变形的特点,在减振降噪领域有重要且更加广阔的应用前景。 通过对马氏MPP理论的适用极限研究,我们发现,当穿孔直径低至20多微米时,该理论模型仍然有很高的理论预测精度,与实验测试结果基本吻合。 针对单层超微孔MPP的吸声带宽极限研究,我们采用MEMS技术加工出孔径只有27微米的硅基MPP,其吸声带宽超过了3.0倍频程（以吸声系数0.5作为吸声底线）,使单层微穿孔板成为通用吸声材料成为可能。 我们采用专业声学仿真软件VA One和通用有限元仿真软件Ansys联用的方法,对柔性MPP的声学特性进行了计算和分析,并开发了一套微穿孔板吸声体性能仿真与优化设计软件,可根据目标噪声频谱,对刚性或柔性MPPA的结构设计参数进行寻优。 针对柔性超微孔MPP的加工制造工艺研究,我们开发了基于MEMS技术的模板浇铸脱模法和热压印穿孔法,同时还研究了针辊式穿孔法和数控铣床穿孔法,并比较和分析了这些加工方法的各自特点,其中MEMS模板浇铸脱模法和数控铣床穿孔法都可以实现孔径小于100微米的超微孔柔性MPP加工,前者可以实现批量化加工,但成本较高,后者加工精确,但不适合于孔径较小、穿孔密度较大的柔性微穿孔板批量化加工。热压印穿孔法和针辊式穿孔法可以实现批量化加工,加工效率高,不过难以加工出孔径100微米以下的超微孔,且加工误差较大。 我们研制了多种柔性材质的MPP膜片,包括PDMS（硅胶）,PP（聚丙烯）,PVC（聚氯乙烯）,PC（聚碳酸酯）,PET（耐高温聚酯）等。其中,采用数控铣床穿孔法加工的PVC-MPP膜片有较好的吸声性能,部分样品的吸声带宽可以达到3.0倍频程。 本项目实施期间,共发表标注基金号的论文11篇,其中SCI期刊论文3篇,EI国际会议论文2篇,核心期刊论文6篇;共获得9项专利授权,其中发明专利3项,实用新型专利6项。