Étude et développement de matériaux structurés pour des applications en acoustique et vibration basse fréquence

声学和振动低音频率应用材料结构的研究和开发

• 批准号: RGPIN-2019-06573
• 负责人: Dupont, Thomas
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: École de technologie supérieure
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2020-01-01 至 2021-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=716198
• 关键词: tude; et; veloppement; de; mat

La réduction du bruit et des vibrations dans les domaines du transport et du bâtiment est un enjeu socio-économique important de par son impact sur l'environnement, la santé et le confort de la population. C'est un aussi un argument concurrentiel pour ces industries. En effet, les tendances actuelles menant à une diminution de consommation d'énergie, à l'allègement des structures et à l'optimisation de l'encombrement ne sont pas compatibles avec la réduction du bruit et des vibrations, particulièrement dans la gamme des basses fréquences (BF). Les matériaux passifs conventionnels utilisés pour cette réduction sont peu efficaces en BF. Ainsi des matériaux structurés, pour lesquels la microstructure est contrôlée pour conférer des propriétés physiques remarquables, ont été développés. Cependant leur encombrement et leurs performances acoustiques et vibratoires pour les BF ne sont pas encore satisfaisantes. De plus, bien que le comportement de ces matériaux soit sensible à l'amplitude et à la nature de l'excitation, leur étude se limite souvent au cadre laboratoire d'excitations simplifiées loin des conditions réelles d'utilisation (comme les milieux hostiles des réacteurs d'avion). Ce programme de recherche vise à répondre à ces problématiques en se concentrant sur l'étude, pour des excitations réalistes, de deux nouveaux concepts de matériaux structurés légers pour la réduction BF (1) du bruit : les métamatériaux et (2) des vibrations : les plaques microperforées. (1) Des métamatériaux acoustiques comprenant, selon l'épaisseur, des réseaux périodiques de fines cavités résonantes ont été récemment développés. Pour améliorer leurs efficacités en BF il est proposé de modifier la microstructure afin d'ajouter des effets acoustiques nouvellement étudiés comme les trous noirs acoustiques, la modification de tortuosité, les parois à rugosité périodique ou l'effet double porosité. Ces matériaux seront optimisés pour des excitations réalistes avec différentes incidences et amplitudes. Ils seront intégrés à des matériaux poreux pour obtenir des solutions acoustiques efficaces sur une large bande de fréquences. (2) Les plaques microperforées (MPP) sont connues pour leurs propriétés acoustiques. Or des études préliminaires sur les MPP suggèrent que les micro-perforations induisent aussi un fort amortissement structural en BF. Il est proposé d'identifier les MPP à des plaques poreuses équivalentes et d'adapter les modèles de plaques poreuses aux MPP. Les réponses vibratoire et vibro-acoustique des MPP seront étudiées pour des excitations mécaniques à différents régimes d'amplitude. Des structures multi-matériaux efficaces en termes d'amortissement sur une large bande de fréquences seront développées. Chacune des parties (1) et (2) comprendra (i) l'étude des mécanismes physiques, (ii) le développement de modèles analytiques et numériques, (iii) l'optimisation des designs, (iv) la fabrication des prototypes et (v) leurs tests pour des excitations réalistes.

减少交通和交通领域的噪音和振动对社会经济产生重要影响，对环境、健康和人口舒适度产生重要影响。这是工业界的共同争论。实际上，实际效果是能量减少、结构调整和优化，与减少杂音和振动、特别是低音频率 (BF) 的游戏相兼容。 Les matériaux passifs conventionnels utilisés pour cette réduction sont peu efficaces en BF.通过材料结构，可以控制微观结构，从而控制物体的属性，从而促进其发展。 Cendant leur encombrement et leurs Performances acoustiques et vibratoires pour les BF ne sont pas encore satisfaisantes.另外，除了激励的幅度和性质之外，材料的行为还可以限制激励实验室核心部分的使用条件（与航空反应器的敌对环境有关）。该计划旨在研究研究中的问题，以激发真实性，为还原 BF 的材料结构提供新的概念 (1) 杂音：材料和振动 (2) 振动：斑块 微表演。 (1) 声学材料组成、快速、周期性的细声共振腔的研究。为了提高 BF 的效果，建议对微观结构进行改进，以改善声学效果，特别是黑色声学研究、扭曲变形、周期性粗糙或双孔效果。 Ces matériaux seront optimisés pour des exciers réalistes avec accérentes 发生率和振幅。这是为了获得大频率频段声学效果的解决方案而提供的材料的集成。 (2) Les Plates microperforées (MPP) sont connues pour leurs propriétés acoustiques。或者关于 MPP 的初步研究，建议 BF 结构中的微穿孔。我建议将 MPP 识别为等效的 MPP 孔斑块以及 MPP 孔斑块模型的适配器。 MPP 振动和声学振动响应不同振幅制度的机械激励研究。其结构具有多种功效，可在大范围的发展频率范围内发挥作用。 各方查库 (1) 和 (2) 理解 (i) 物理力学研究，(ii) 分析和数值模型开发，(iii) 设计优化，(iv) 原型制造和 (v) 现实激励的测试。