Development of soundproofing materials for automobiles using cellulose nanofibers and acoustic metamaterials

使用纤维素纳米纤维和声学超材料开发汽车隔音材料

基本信息

批准号：
21K03953
负责人：
黒沢良夫
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Teikyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

音響メタマテリアルに関しては、以下の通りである。PPを高さ10mm程度のハニカム構造に加工したものの上下にフィルムを貼り、4種類のパターン（①穴なし、②上面穴、③下面穴、④両面穴）でセルの中央に穴を開けた音響メタマテリアルのテストピースを作成し、3種類の積層パターン（A:パネル＋フェルト＋メタマテリアル、B：パネル＋メタマテリアル＋フェルト、C:パネル＋フェルト＋メタマテリアル＋フェルト）と組み合わせて、計12種類の透過損失の計測を行った。パネルとメタマテリアルで2重壁遮音構造となる積層パターン（A、C）では透過損失の性能が高くなることを確認した。①②③④の穴の影響は吸音に比べると小さかった。また、テストピースと同様のFEモデルを作成し、透過損失を計算した。計算結果はB：パネル＋メタマテリアル＋フェルトではおおよそ実験結果の傾向を再現できた。2重壁遮音構造の積層パターン（A、C）では周波数域により若干計算結果の方が透過損失が高くなってしまった。モデル化の工夫等行い計算精度を向上させることが今後の課題である。上記に関して、内容をまとめて学会発表を行った。セルロースナノファイバーに関しては、以下の通りである。サンプルを提供いただけるメーカーを見つけ、音響計測用のサンプルを作成した。現在、様々なフェルトに様々な量のセルロースナノファイバーを吹き付けた際の吸音性能の変化を把握するため、計測用のサンプルを作成し、データ分析中である。

关于声学超材料，详细信息如下。将PP加工成高度约10mm的蜂窝状结构，上下粘贴薄膜，在单元中央开孔，制成4种图案（①无孔、②顶孔、③底孔）的音响。孔，④双面孔）创建超材料测试件，结合三种类型的层压图案（A：面板+毛毡+超材料，B：面板+超材料+毛毡，C：面板+毛毡+超材料+毛毡）总共测量了12种类型的传输损耗。经证实，具有由面板和超材料制成的双层隔音结构的层压图案（A、C）具有较高的传输损耗性能。与吸声相比，孔①②③④的影响较小。我们还创建了与测试件类似的有限元模型并计算了传输损耗。计算结果为B：面板+超材料+毛毡可以大致再现实验结果的趋势。对于双层隔音结构的层压图案（A、C），根据频率范围，计算结果中的传输损失略高。未来的挑战是通过改进建模来提高计算精度。对此，在学术会议上进行了总结和介绍。关于纤维素纳米纤维，详细如下。我们找到了一家可以提供样品的制造商，并创建了用于声学测量的样品。我们目前正在制作样品进行测量和分析数据，以了解当不同数量的纤维素纳米纤维喷涂到各种毛毡上时吸声性能的变化。