论文部分内容阅读
本研究模拟木材内部导管和纹孔的天然结构，设计并利用3D打印技术制备出了仿生木材吸声结构。利用阻抗管传递函数法探究了填充度、穿孔率、孔径、侧孔深度、上下孔径比例、穿孔倾斜角度等结构特征对3D打印仿生木材吸声结构吸声性能的影响规律，建立了上下孔径比例、穿孔倾斜角度对3D打印仿生木材吸声结构吸声性能影响规律的数学模型，为定制频率的吸声结构设计提供了研究基础。本研究主要获得以下结论： （1）利用 3D 打印技术制备的仿生木材吸声结构，在中低频范围内具有与木质穿孔板同样的吸声性能，穿孔率、孔径等因素对3D打印吸声结构的影响规律也与木质穿孔板基本一致。 （2）在中高频范围内，3D打印仿生木材吸声结构具有木质穿孔板所不具备的良好吸声性能。穿孔倾斜角度为30°的3D打印仿生木材吸声结构在5992 Hz处吸声系数峰值可达0.93，共振频率跨度1900 Hz。 （3）上下穿孔比例对 3D 打印仿生木材吸声结构的吸声性能具有较大影响。在50-600 Hz的中低频范围内，随3D打印仿生木材吸声结构主孔上下穿孔比例的升高，共振频率向低频方向移动，吸声系数峰值升高。在3500 Hz左右的中高频范围内，随主孔上下穿孔比例的升高，共振频率基本不变，吸声系数峰值降低。 （4）穿孔倾斜角度对 3D 打印仿生木材吸声结构的吸声性能具有显著影响。在50-600 Hz的中低频范围内，随倾斜角度增大，3D打印仿生木材吸声结构的共振频率向低频方向移动，吸声系数峰值呈上升趋势；在3500 Hz左右的中高频范围内，有共振频率但其吸声性能较差；在4000 Hz-6400 Hz的中高频范围内，随穿孔倾斜角度增大，3D打印仿生木材吸声结构的共振频率向低频方向移动。 （5）根据 3D 打印仿生木材吸声结构的不同结构特征对吸声性能的影响规律，分别建立了上下孔径比例与共振频率的数学模型：y=-167x+501（频率范围：50-600 Hz）；穿孔倾斜角度与共振频率的数学模型：y=-167x+501（频率范围：50-600 Hz）， y=-0.79x2+16.8x+6168（频率范围：4000-6400 Hz）。