基于Miura-Ori镶嵌结构的声波吸收超轻超材料

文摘   2024-12-31 12:00   江苏  

在此,将静电纺丝和纸折叠(即折纸)技术集成在一起,制备了一种新的超光超材料,用于基于Miura-ori镶嵌结构进行声音吸收,其质量密度极低,仅为10.64 mg cmbro3。使用阻抗管进行声音吸收试验表明,与平面膜相比,声音吸收系数和第一共振吸收频率向下带的转变有了显著的改进。此外,通过膜振动机制和Johnson-Alard硬框架模型研究了三种重要参数γ、θ和主导Miura-ori形状的吸声性能的影响。同时,为了在较宽的频率范围内获得良好的声音吸收,建立了双腔双夹层模型的堆叠结构,在特定频率范围内呈现出优越的宽带吸声和理想的吸声。


综上所述,本文采用Miura-ori制备了基于PVA纳米纤维膜的3D声音吸收元结构。采用静电纺丝技术和3D打印模具压法,PVA纳米纤维膜与Miura-ori三明治结构可以以可扩展和大规模生产兼容的用户定义过程制造。此外,与先前研究报道的纳米纤维平面膜相比,引入的MSS仅提高了10.64 mg cm~3的MSS将SAC提高到1.0,并驱动第一共振频率转移到低频范围。此外,定义Miura-ori结构形状的角度γ、角度θ和面长a直接影响MSS的吸声性能。当角度 γ 减小且面长 a 增加时,由于基于 Johnson-Alard 硬帧模型的 MSS 权重增加以及提供足够的通道空间以进行能量耗散的高度,声音吸收性能大大提高。然而,不影响 MSS 高度的角度 θ,由于夹层内 Miura-ori 结构的质量质量略有增加,因此随着 θ 的减小,仍然略微增强了声音吸收特性。最后,堆叠的夹层结构在1600 ~ 6400 Hz频率范围内产生双声吸收峰,在较宽的频率范围内实现了可观的吸声功能。同时,引入的双腔双夹层模型允许双声吸收峰移动到更接近在特定频率范围内实现优异的吸声。因此,纳米纤维膜和Miura-ori元结构的结合产生了优异的吸声超材料,具有超吸性能和超光的优势





【免责声明】本文中的部分图片和文字信息来自文献或网络,版权归原作者所有。本文对发表的观点和分析保持中立,如果您认为文中信息来源或者分析观点有误,又或者涉及版权、隐私等问题,请及时私信联系,本公众号将立即删除修改。


SCI仿真工作室
主要涉及声学,流体力学,传热学,结构力学等方向的技术知识,每日分享声-流-热-固相关前沿文献解读。并不定时更新Comsol、Ansys、Fluent等软件仿真案例
 最新文章