本文將采用碳纖維面板及鋁面板對比分析對復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能的影響。

　　實驗所用材料為鋁蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)，由上面板、下面板、中間鋁蜂窩構(gòu)成，上、下面板初始厚度均為3mm，鋁蜂窩壁厚為0.14mm，鋁蜂窩采用常用的六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)，鋁蜂窩夾芯高度為30mm，單個蜂窩每邊長度為5mm。

　　當(dāng)入射聲波頻率接近板的模態(tài)頻率時，板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振，透射聲能會迅速增大，致使板的隔聲量降低，從而出現(xiàn)隔聲低谷，可見結(jié)構(gòu)模態(tài)對結(jié)構(gòu)隔聲性能有很大影響。當(dāng)面板使用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)時，鋁蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)具有更高的模態(tài)頻率，兩組方案結(jié)構(gòu)的一階模態(tài)頻率相差較小，隨著模態(tài)階次的增加模態(tài)頻率差值逐漸增加，兩種方案的振型基本相同。

　　在透射面的聲功率級總體趨勢大致相似，在100~1000Hz的中低頻段，采用碳纖維面板的透射面聲功率級要大于鋁面板，碳纖維面板密度小于鋁面板密度，聲波更容易透過結(jié)構(gòu)，說明在這個頻段內(nèi)面板使用碳纖維材料時另一側(cè)會有更大的透射聲波，這表明其隔聲性能要略差于面板使用鋁合金的方案，

　　總體上兩種材質(zhì)面板隔聲量均是從低頻到高頻逐漸升高，在大多數(shù)頻率，面板使用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)時的隔聲量低于面板為金屬鋁時的隔聲量。在100~1000Hz的中低頻頻率段，面板為碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)時隔聲量均小于面板為金屬鋁的隔聲量。兩種面板均在500Hz時出現(xiàn)第一個隔聲低谷，此時隔聲低谷頻率與結(jié)構(gòu)的第一階固有頻率基本相同，即結(jié)構(gòu)的第一階模態(tài)頻率就是第一個隔聲低谷。頻率為1600Hz時，面板使用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)情況的隔聲量出現(xiàn)了較低的隔聲低谷。

　　研究結(jié)果表明，面板采用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)時，在小于1000Hz的低頻段，相同面板厚度的鋁蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能比全鋁合金材料的鋁蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)有所降低，而且在高頻段會出現(xiàn)隔聲量更低的隔聲低谷；相較于鋁合金面板，復(fù)合結(jié)構(gòu)的面板采用碳纖維復(fù)合材料時，能夠?qū)崿F(xiàn)整體結(jié)構(gòu)輕量化也提高復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲性能；各層之間按相對90°鋪設(shè)時復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能最好；隨著面板厚度的增加復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能增加，面板層總厚度不變的情況下，單層面板或者過多的層數(shù)都會使復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能降低。

　　在1000Hz以下頻率，“碳纖維復(fù)合材料板+鋁蜂窩芯層+碳纖維復(fù)合材料板”組成的夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲量，均小于相同體積尺寸的“鋁合金板+鋁蜂窩芯層+鋁合金板”復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲量，且在100~3150Hz頻段范圍內(nèi)，計權(quán)隔聲量同樣小于“鋁合金板+鋁蜂窩芯層+鋁合金板”復(fù)合結(jié)構(gòu)。通過對比仿真數(shù)據(jù)可知，適當(dāng)增加上下面板厚度可以提高碳纖維復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)的隔聲量，對比傳統(tǒng)鋁合金夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)，既實現(xiàn)了輕量化，同時提升了復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲性能。

　　碳纖維材料面板內(nèi)各層之間鋪設(shè)角度為0°、90°交替鋪設(shè)時，能提高復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲性能；從多層碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)面板來看，在厚度相同的情況下，采用單層或者高于8層的多層結(jié)構(gòu)時，復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能均較差，使用2層、4層的碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)面板時，隔聲性能較好；隨著碳纖維復(fù)合面板厚度增加，鋁蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲性能在中低頻有明顯提高。

　　總體來看，增加夾芯鋁蜂窩結(jié)構(gòu)壁厚可以增加低頻段復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲量；隨著蜂窩芯層厚度的增加，在100~630Hz頻段內(nèi)，隔聲量均有提高，而且隨著芯層厚度的增加，隔聲低谷出現(xiàn)的頻率逐漸向高頻方向移動，改善低頻隔聲性能。