本發明涉及水聲測試，具體涉及一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法。

背景技術：

1、聲學覆蓋層是指敷設或安裝在潛艇殼體表面，用于降低潛艇輻射噪聲和目標強度的專用水聲材料或構件，通常是一類含有內部聲學結構的高分子黏彈性材料，兼具吸聲、抑振、隔聲、去耦等功能，是潛艇上能夠同時有效對抗敵方主、被動聲納的關鍵部件。開展聲學覆蓋層去耦性能的實驗測試與評估，是驗證相關設計理論方法準確性和檢驗設計方案有效性的最直接手段。

2、其中聲學覆蓋層的去耦性能描述的是敷設到結構表面的聲學覆蓋層通過有效“去除”結構表面與外部流體介質之間的“耦合作用”以抑制結構輻射噪聲的能力。理論分析過程中，聲學覆蓋層去耦特性通常采用一個受簡諧點力激勵的無限大板在敷設該聲學覆蓋層前后的輻射聲壓（或輻射聲功率）插入損失來表征。因此，為盡可能與理論分析時的條件相吻合，實驗測試過程中也主要采用激振器激勵來模擬點力激勵的方式，通過比較敷設聲學覆蓋層前后受激勵結構的輻射聲壓（或輻射聲功率）插入損失來表征所測聲學覆蓋層的去耦性能。但這種“形式”上保持一致的激勵方式為聲學覆蓋層去耦性能的測試帶來了困難。為盡可能逼近無限大板假設，通常需要制造一個橫向尺寸（長度和寬度）足夠大的平板，在板中心處安裝足夠功率的激振器，并將待測裝置置于消聲水池中開展相關測試工作。若需得到加壓條件下的測試結果，則需要將待激勵結構設計成一個耐壓容器，將激振器放置在容器內部，并只能在消聲壓力水罐中開展相關實驗測試。整個測試過程包括了耐壓容器的設計、聲學覆蓋層的敷設、傳感器的安裝和實驗樣件的吊裝等環節，這不僅對耐壓容器的設計提出了較高要求，還需要耗費較大的人力、物力和時間成本，且此時的邊界條件也已經偏離了最初的理論模型，嚴重制約了聲學覆蓋層去耦性能的快速迭代設計。

3、為解決上述大樣品模型測試方法中測試樣件制備難度大、測試環境搭建過程復雜、測試周期長、成本較高的問題，現有技術中也存在小樣品聲管測試方法，其中包括隔聲量測試和聲管激振器激勵測試，前者是在水聲聲管中直接測量聲學覆蓋層的隔聲量來作為評價其去耦性能的指標，隔聲量的測量參照國標gb/t?14369-2011《聲學水聲材料樣品插入損失、回聲降低和吸聲系數的測量方法》；后者是在聲管端部采用激振器激勵圓柱形鋼板，測量鋼板表面貼敷聲學覆蓋層前后的輻射聲壓，以貼敷覆蓋層前后測得的輻射聲壓插入損失，來衡量聲學覆蓋層的去耦性能。這兩種方法，前者采用的隔聲量指標與聲學覆蓋層的去耦性能并不等同，后者需要在聲管端部進行較復雜的激振器安裝，且難以進行加壓條件下的測量。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提供了一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，用以至少解決現有技術中聲學覆蓋層去耦性能測試準確性不足、難以進行加壓條件下測試和測試環境搭建過程復雜的問題。

2、為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

3、一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，包括以下步驟：

4、s1.制備待測樣件；待測樣件包括：測試樣件和聲學覆蓋層樣件，其中測試樣件與聲學覆蓋層樣件的外徑相同且與水聲聲管的內徑相適配；

5、s2.將聲學覆蓋層樣件敷設于測試樣件一側表面形成新待測樣件，分別將測試樣件和新待測樣件設置于水聲聲管內，分別測試得到不同頻率入射聲波下測試樣件和新測試樣件的復反射系數和復透射系數；

6、s3.分別獲取測試樣件和新待測樣件的輻射聲壓傳遞系數，其中輻射聲壓傳遞系數的具體計算方法為：

7、，

8、式中，為輻射聲壓傳遞系數，和分別為復透射系數和復反射系數；

9、s4.根據新待測樣件與測試樣件的輻射聲壓傳遞系數的比值計算輻射聲壓插入損失，通過輻射聲壓插入損失來表征聲學覆蓋層的去耦性能。

10、優選的，s2中測試得到不同頻率入射聲波下測試樣件的復反射系數和復透射系數的具體內容包括：

11、將測試樣件設置于水聲聲管內，且測試樣件的軸線方向與水聲聲管一致，使測試樣件兩端均為水，測試得到不同頻率入射聲波下測試樣件的復反射系數和復透射系數。

12、優選的，s2中測試得到不同頻率入射聲波下新測試樣件的復反射系數和復透射系數的具體內容包括：

13、將聲學覆蓋層樣件敷設于測試樣件一側表面形成新待測樣件，將新待測樣件放置于水聲聲管內，且測試樣件的軸線方向與水聲聲管一致，使待測樣件兩端均為水，測試得到不同頻率入射聲波下新待測樣件的復反射系數和復透射系數。

14、優選的，s4中輻射聲壓插入損失的具體計算方法為：

15、，

16、式中，輻射聲壓插入損失，和分別為新待測樣件與測試樣件的輻射聲壓傳遞系數。

17、優選的，在與水聲聲管的開口處設置發射換能器，并在水聲聲管管壁上分別設置水聽器，在s2中，當測試樣件進行測試時，在測試樣件的兩側分別均勻設置兩個水聽器，當新待測樣件進行測試時，同樣在新待測樣件的兩側分別均勻設置兩個水聽器，水聲聲管的末端為吸聲末端。

18、優選的，聲學覆蓋層的內部設有內部聲學結構。

19、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開提供了一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，具有以下有益效果：

20、1.?本發明采用輻射聲壓插入損失衡量聲學覆蓋層的去耦性能，相比直接采用僅考察聲學覆蓋層對聲傳播的抑制而不考慮貼覆覆蓋層后對結構本身振動抑制作用的隔聲量測試方法，本發明更進一步考慮了對結構表面振動的抑制和聲傳播的抑制，更契合聲學覆蓋層去耦性能的本質，因而具有更好的測試準確性；

21、2.?本發明可直接采用水聲聲管開展相關測試，相比采用聲管-激振器激勵的測試方法可省去復雜的激振器安裝操作，同時也能方便地采用現有水聲聲管得到加壓條件下的測試結果；

22、3.?本發明相比于大樣品測試方法更簡便易行，測試周期短、成本較低，可顯著提高測試效率，縮短實驗周期，加快聲學覆蓋層去耦性能迭代設計。

技術特征：

1.一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，其特征在于，s2中測試得到不同頻率入射聲波下測試樣件的復反射系數和復透射系數的具體內容包括：

3.根據權利要求1所述的一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，其特征在于，s2中測試得到不同頻率入射聲波下新測試樣件的復反射系數和復透射系數的具體內容包括：

4.根據權利要求1所述的一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，其特征在于，s4中輻射聲壓插入損失的具體計算方法為：

5.根據權利要求1所述的一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，其特征在于，在水聲聲管的開口處設置發射換能器，并在水聲聲管管壁上分別設置水聽器，在s2中，當測試樣件進行測試時，在測試樣件的兩側分別均勻設置兩個水聽器，當新待測樣件進行測試時，同樣在新待測樣件的兩側分別均勻設置兩個水聽器，水聲聲管的末端為吸聲末端。

6.根據權利要求1所述的一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，其特征在于，聲學覆蓋層的內部設有內部聲學結構。

技術總結
本發明公開了一種聲學覆蓋層去耦性能的聲管測試方法，包括以下步驟：S1.制備待測樣件；待測樣件包括：測試樣件和聲學覆蓋層樣件，其中測試樣件與聲學覆蓋層樣件的外徑相同且與水聲聲管的內徑相適配；S2.將聲學覆蓋層樣件敷設于測試樣件一側表面形成新待測樣件，分別將測試樣件和新待測樣件設置于水聲聲管內，分別測試得到不同頻率入射聲波下測試樣件和新測試樣件的復反射系數和復透射系數；S3.分別獲取測試樣件和新待測樣件的輻射聲壓傳遞系數；S4.根據新待測樣件與測試樣件的輻射聲壓傳遞系數的比值計算輻射聲壓插入損失，通過輻射聲壓插入損失來表征聲學覆蓋層的去耦性能。

技術研發人員：鐘杰,楊海濱,溫激鴻,王洋,趙宏剛,郁殿龍,肖勇,方鑫,尹劍飛,鄭周甫,馬煒彤,王超,韋葉金,梁才瓊,徐勝森
受保護的技術使用者：中國人民解放軍國防科技大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24