高分子材料科学与工程研讨会材料的动态力学对水声声吸收的影响文庆珍，朱金华，王源升，赵培仲( 海军工程大学理学院武汉4 3 0 0 3 3 )水声吸声材料是指在水下能吸收水声声波的功能材料。在水声对抗、海洋资源勘测与开发、遥测遥控等水声系统中必须选用水声吸声材料来制作换能器和水下声基阵，而且换能器和水下声基阵的灵敏度和可靠性极大地取决于水声吸声材料的性能一1 。因此研究水声吸声材料对于国防建设，海洋资源勘测与开发有着重要意义。对于阻尼式吸声聚合物材料，声能的耗散是依靠高分子链段运动的内摩擦将声能转变成热能，因此材料的动态力学性能对吸声性能起着决定性作用口- 5 1 。本文研究了材料的动态力学对水声声吸收的影响，实验结果表明：当损耗因子( t a n 6 )较小时，在5 0 0 - - - , 5 0 0 0 H z 范围内随着损耗因子( t a n 6 ) 的增加，吸声系数增加；随着t a n 6的增加；在低频下，t a n 6 的增加对吸声系数影响较小；在较高频率下，随着t a n 6 的增加，吸声系数反而下降。t a n 6 对材料的吸声系数的影响是t a n 6 对材料的声速( c ，) 、声衰减系数( ) 的影响的综合结果。声波的传播依靠传播介质中质点的运动，因此当声波在高分子材料内传播时，必然会引起大分子链段的运动，而大分子链段运动时产生的内摩擦会将声能变成热能而耗散，从理论上来讲，在阻抗匹配的前提下，材料的t a n 6 越大，吸声性能越好。t a n 6不仅对声衰减系数( p ) 有影响，还对声速( C ，) 有较大的影响。随着t a n 万增加，声速逐渐降低，使得材料的特性阻抗( pc ，) 与水的特性阻抗的差值增大，声波从介质水中入射到材料的界面上的反射系数增大，从而降低了吸声系数。材料松弛前的( 剪切) 模量( G o O ) 对吸声性能有较大的影响，而且在不同频段，其影响规律不同。材料松弛后的( 剪切) 模量( G o ) 对吸声系数的无影。因此可以通过调整材料的参数t a n 6 、G o o 、P ，使其最优化，从而使吸声效果达到最佳。参考文献【1 】M o r s e P M V i b r a t i o na n ds o u n d ，M c G R A W - H I L LB o o kC o m p a n y , 1 9 4 8 ，2 2 3 2 4 5 ，3 6 0【2 】何圣静声学技术手册北京出版社。1 9 9 4【3 】钱保功许观藩，余赋生等高聚物的转变与松弛北京：科学出版社1 9 8 6【4 】C h a n gM C 0 ，T h o m a sD A a n dS p e r l i n gL HJ P o l y m S c i ，P a r tB ，P o l y m P h y s ，19 8 8 ，2 6 ：1 6 2 73 0 0高分子材料科学与工程研讨会【5 】5C h a n gM C 0 ，T h o m a sD A ，S p e r l i n gL HA p p l P o l y m S c i ，19 8 7 ，3 4 ：4 0 9E f f e c to fD y n a m i cM e c h a n i c a lP r o p e r l yo nU n d e r w a t e rA c o u s t i cA b s o r p t i o no fP o l y m e rM a t e r i a l s W E NQ i n g z h e n ，Z H UJ i n h u a ，W a n gY u a n s h e n , Z H A OP e i z h o n g( C o l l e g eo fS c i e n c e ，N a v a lU n i v e r s i t yo fE n g i n e e r i n g , W u h a n4 3 0 0 3 3 ，C h i n a )A b s t r a c t ：T h eE f f e c to fD y n a m i cM e c h a n i c a lP r o p e r t yo nU n d e r w a t e rA c o u s t i cA b s o r p t i o no fP o l y m e rM a t e r i a l sw a ss t u d i e d T h er e s u l t ss h o wt h a tw i t ht h ei n c r e a s eo ft h el o s sf a c t o r ( t a n8 ) t h ea b s o r p t i o nc o e f f i c i e n t ( o r ) i n c r e a s e df i r s t l ya n dt h e nd e c r e a s e dw i t h i nt h er a n g eo f5 0 0 H zt o4 0 0 0 H z T h el a w so fi n f l u e n c eo ft h em o d u l u sb e f o r er e l a x a t i o n ( Go o ) o nt h ea c o u s t i ca b s o r p t i o nc o e f f i c i e n to fp o l y m e ra r en o ts a m ea td i f f e r e n tf r e q u e n c y A n dt h em o d u l u sa f t e rr e l a x a t i o n ( G o ) h a sn oi n f l u e n c eo nt h ea b s o r p t i o nc o e f f i c i e n to fp o l y m e r T h e s es t u d i e sc a l lh e l pt oo p t i m i z et h ed e s i g no ft h ea c o u s t i ca b s o r p t i o n K e y w o r d s ：d y n a m i cm e c h a n i c a lp r o p e r t yu n d e r w a t e ra c o u s t i ca b s o r p t i o n致谢本工作得到海军工程大学基金和海军工程大学理学院基金资助，在此特致谢意3 0 1