[發明專利]用于降低結構振動和噪聲的方法和設備

有效

• 申請號: 201510204643.2
• 申請日: 2015-04-27
• 公開（公告）號: CN105206256B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: C·L·欽;J·M·蒙哥馬利
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G10K11/168
• 分類號: G10K11/168
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及一種用于降低結構振動和噪聲的方法和設備。用于結構面板的共軛阻尼器包括在第一邊緣和第二邊緣之間延伸的約束片。第一邊緣和第二邊緣均至少部分地聯接到該結構面板的第一表面。該共軛阻尼器還包括阻尼層，該阻尼層聯接在該約束片和該第一表面之間，使得當該結構面板處于壓縮變形狀態時，該阻尼層在與該第一表面大致垂直的方向上的厚度相對于基線狀態減小。該阻尼層包括粘彈性材料。

技術領域

本公開的領域總體涉及振動和噪聲降低，并且更特別地涉及用于阻尼飛行器或車輛結構的振動和通過飛行器或車輛結構的聲傳播的方法和設備。

背景技術

許多結構要承受來自各種源的結構傳播的振動(structure-borne vibrations)和噪聲。舉一個例子，飛行器和車輛結構通常包括發動機，發動機在運行期間產生振動和噪聲。這樣的結構通常還要承受其它振動和/或聲源，諸如由空氣動力生成的振動和/或聲源。結果，許多這樣的結構包括意在抑制結構傳播的振動和噪聲防止到達客艙的系統。然而，至少一些這樣的系統需要用于阻尼結構傳播的振動并吸收噪聲的單獨的裝置。

例如，至少一些已知的飛行器和車輛結構設置有被約束層阻尼裝置，其中振動阻尼材料層(諸如橡膠或聚氨酯片)的一側聯接到結構表面，而相反側聯接到約束層。對于阻尼層中的任何位置的振動變形，約束層引起阻尼層內的在平行于結構表面的方向上的剪切變形。引起阻尼層的剪切變形相應地耗散一部分振動能。然而，這樣的已知的被約束層阻尼裝置提供了隨著振動頻率和環境溫度而顯著變化的阻尼，并且很少會吸收空氣傳播的噪聲。一些已知的被約束層阻尼裝置使用粘彈性泡沫阻尼層來改進針對有效阻尼的頻率和溫度范圍，但這樣的裝置仍僅在平行于結構表面的阻尼層中引起剪切變形的程度上耗散能量。

而且，至少一些已知的飛行器和車輛結構設置有熱聲毯(thermal-acousticblankets)，熱聲毯定位在客艙的結構和面板之間。所述毯包括諸如玻璃纖維或輕質開孔泡沫等材料，該材料吸收空氣傳播的噪聲。然而，這樣的已知的毯對結構傳播的振動所提供的阻尼很少。

另外，至少一些已知結構使用具有內置致動器的吸音泡沫，有時被稱為“智能泡沫”。這樣的已知智能泡沫裝置包括具有平坦基部和相對弓形上表面的輕質泡沫層。平坦基部聯接到所述結構，而弓形表面聯接到薄壓電薄膜。為了補充由泡沫提供的噪聲吸收，壓電薄膜被主動控制用以膨脹和收縮泡沫來產生抵消噪聲的聲波。然而，與結構表面垂直的大部分(如果不是所有的)泡沫變形由壓電薄膜主動引起，以生成抵消噪聲的聲波。而且，泡沫受其能力被選擇來為單薄壓電薄膜的主動受控振動提供彈性支撐基礎并吸收聲能。所以，引起泡沫變形并不會耗散來自結構傳播的振動的大量振動能。另外，壓電薄膜和主動控制系統會對于降噪裝置產生(例如來自輔助控制部件的)額外的成本、重量和復雜度。

發明內容

在一個方面，提供了一種用于結構面板的共軛阻尼器。所述共軛阻尼器包括約束片，該約束片在第一邊緣和第二邊緣之間延伸。所述第一邊緣和所述第二邊緣均至少部分地聯接到所述結構面板的第一表面。該共軛阻尼器還包括阻尼層，該阻尼層聯接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當所述結構面板處于壓縮變形狀態時，所述阻尼層在與第一表面大致垂直的方向上的厚度相對于基線狀態減小。所述阻尼層包括粘彈性材料。

在另一方面，提供了一種結構面板。所述結構面板包括第一表面以及聯接到所述第一表面的至少一個共軛阻尼器。所述至少一個共軛阻尼器包括約束片，該約束片在第一邊緣和第二邊緣之間延伸。所述第一邊緣和所述第二邊緣均至少部分地聯接到所述第一表面。該共軛阻尼器還包括阻尼層，該阻尼層聯接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當所述結構面板處于壓縮變形狀態時，所述阻尼層在與所述第一表面大致垂直的方向上的厚度相對于基線狀態減小。所述阻尼層包括粘彈性材料。