基于COMSOL的植物纤维增强复合材料声学性能研究文献综述

 2022-01-24 03:01

全文总字数:4458字

1 生物质复合材料研究现状

人工合成纤维材料的生产需要消耗大量的自然资源及能源,其增强复合材料服役期后的废弃物回收和处理问题目前还尚未得到很好解决。近年来,随着人们环保意识的增强,以及国家发展绿色复合材料的需求,植物纤维增强复合材料的研究受到了越来越多的关注。尽管目前植物纤维在力学性能上还弱于人工合成纤维,但它们具备诸多天然优势,如天然生长、来源丰富、可回收、可降解、更轻质、在生产过程中不会产生有害物质、在使用过程中不会对人体造成健康威胁等,这些优势使得植物纤维增强复合材料正被越来越多地用作一些次承力结构及功能性的结构。

上海材料研究所的陈晓宏,西安交通大学的王元若[1]对混杂纤维增强复合材料的发展和应用进行了系统的介绍。其中包括对混杂技术及形成,混杂复合材料的性能做了详细说明。提示我们混杂复合材料应用领域广泛,作用明显。

福建农林大学的陈捷宇[2]通过驻波管法测试超低密度植物纤维材料的吸声系数,并用图像分析法表征材料内部孔隙结构,探讨材料密度、孔隙率、孔径、厚度、背后空腔等因素对材料吸声性能的影响。在试验的基础上,建立超低密度植物纤维材料的吸声性能预测模型,分析材料结构参数与吸声性能的关系。

西南交通大学的曹书豪[3]对聚氨酯泡沫及聚丙烯纤维复合材料的吸声性能进行研究。考察了配方参数(硅油、DABCO、DBTDL)的变化对聚氨酯泡沫的泡孔形态及分布均匀度和对聚氨酯泡沫吸声性能的影响。同时研究了原料温度、厚度、空腔厚度对聚氨酯泡沫吸声性能的影响。研究了纯PP纤维的吸声性能,分别考察了纤维长度、密度、厚度对其吸声性能的影响。研究了PP.PU双层结构的声学情况和不同厚度放置方式对材料的吸声性能的影响。

刘国强[4]等人基于COMSOL对多层材料吸声覆盖层的吸声特性进行分析。针对圆柱形空腔覆盖层单一材料低频吸收性能不好,采用有限元软件COMSOL建立多层材料圆柱形空腔吸声覆盖层的分析模型,并结合波导有限元-传递矩阵法以及相应的结构参数材料参数的变化综合分析了新生特性。得到了多层材料吸声覆盖层低频吸声特性明显优于单层材料吸声覆层等一系列结论。

冯爱景[5]等人基于穿孔板及多孔吸声材料的吸声原理,提出了改进的声-电类比法,考虑多孔吸声材料对流经该层,止于后层声波的吸声作用,更加全面,吸声系数计算更加精确。提示我们对于复合材料结构参数可以进行精细化设计。

李岩,李倩[6]对植物纤维增强复合材料力学高性能化与多功能化进行了研究。从植物纤维的微观结构、化学组成以及力学性能入手,针对植物纤维增强复合材料的界面性能,综述了国内外采用植物纤维表面处理方法来提升复合材料力学性能的研究进展,充分利用植物纤维独特的多层次、多尺度的微观结构特点,通过揭示植物纤维增强复合材料多层次、多尺度的界面力学损伤破坏机制,实现了植物纤维增强复合材料的界面调控和力学高性能化。还提出了植物纤维增强复合材料兼顾阻燃和声学性能的结构设计原则和特有的界面力学研究方法。根据此文我们对于近几年在植物纤维增强复合材料力学高性能化和多功能化方面的最新研究进展有了一定的了解。

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