[發明專利]非線性動力吸收器及其用于隔音的用法

有效

• 申請號: 201580054782.X
• 申請日: 2015-10-07
• 公開（公告）號: CN106795713B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: P-O.馬泰;S.貝利齊;M.帕什巴;R.蓬科;S.貝爾熱
• 申請（專利權）人: 圣戈班普拉科公司;圣戈班伊索福公司;法國國家科學研究中心
• 主分類號: E04B2/74
• 分類號: E04B2/74;F16F7/116;G10K11/04;G10K11/172
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 金飛;鄧雪萌

本發明涉及一種建筑元件，其包括剛性材料制成的薄板(11)和至少一個非線性動力吸收器(9)，非線性動力吸收器(9)包括：?具有兩個末端部分(2a)和一個非線性彈簧功能的中間部分(2b)的疊片(1)，?質點(3)，其緊固至疊片的非線性彈簧功能的中間部分(2b)，?緊固構件(4)，其準許將疊片(1)的兩個末端部分(2a)緊固在實心支座上，使得非線性彈簧功能的中間部分(2b)能在其一個或多個平衡位置周圍振蕩，非線性動力吸收器(9)通過緊固構件(4)以剛性方式緊固在薄板(11)上。本發明還涉及一種包含這樣的建筑元件的隔墻，以及使用這樣的吸收器或建筑元件來降低墻壁的透音度的用法。

技術領域

本發明涉及一種非線性動力吸收器及其用于改善被墻壁隔開的兩個空間之間的隔音的用法。

背景技術

確保被墻壁隔開的兩個房間之間的隔音典型地要么是通過增加墻壁的表面密度(masse surfacique)，要么是通過給所述墻壁加襯里。在雙層隔墻的情況下，可以將隔音材料插置在兩個隔板之間的氣隙中，該隔音材料典型地是礦棉墊或彈性泡沫。

從聲學角度看，這樣的雙層隔墻不管是否襯有隔離材料，在低頻下都表現為質點-彈簧-質點系統，其中兩個薄板之間的氣隙或隔離材料襯板起到將它們彼此聯接的彈簧的作用。圖1示出了帶有或者不帶隔離襯板的這樣的雙層隔墻的消音指數(NF EN ISO 140-3)怎樣隨著其聲音頻率而變化。

其中存在低頻(大約在100-150 Hz)的稱為“呼吸”頻率的第一特性消音(f₀)，其對應于系統的反相移動，以及高頻(2000 Hz與3000 Hz之間)的稱為重合頻率的第二特性消音(f_c)，其中入射聲波的波長與薄板中的彎曲波的波長“重合”。

本發明的目標是降低墻壁、尤其是雙層隔墻在低頻域中(也即大約50 Hz與150 Hz之間的頻率)的透音度，而且無需加設補充隔音層和增加隔墻的總厚度。

這個目標是通過一種尺寸適度的裝置實現的，該裝置緊固在墻壁的合適位置上，能夠通過適應墻壁的固有變化而減輕甚至消除墻壁在呼吸頻率下的諧振?；诒“宓倪@種諧振衰減的該物理現象稱為能量泵吸(英語是energy pumping或non-linear targetedenergy transfer)。(例如參照O. Gendelman等人所著的《Energy pumping in non-linearmechanical oscillators》，第I和第II部分，J. Appl. Mech, 68 (2001) 34-48)。

能量泵吸這個名字是指從主要結構(一般是線性振蕩器)向由基本上非線性的振蕩器構成的輔助結構的不可逆的振動能量傳遞。輔助結構由質點通過非線性彈簧(可能是阻尼器)聯接至主要結構構成，它沒有固有諧振頻率，并且能在任何頻率下振蕩。從主要結構的振動能量閾值開始，主要結構的振動能量被傳遞到輔助結構，從而減輕主要結構的振幅。

稱為非線性動力吸收器(英文是non-linear energy sink，縮寫為NES)的輔助結構的尺寸優選地明顯小于主要結構。

能量泵吸廣泛地用于多種多樣的應用，例如建筑物和工程構造的防震保護，以及車輛的動力性能和船只穩定性能的提高。

本申請人認識到，迄今為止尚未有人設想過利用能量泵吸來降低分隔建筑物的兩個空間或者分隔建筑物的內部與外部的墻壁的透音度。

本申請人研發了這樣一種非線性動力吸收器，其既簡單又牢固并且很輕，它可以簡單地緊固在設計成用作墻壁或隔墻的薄板上，例如吊頂元件、地磚、單層或雙層隔墻、內襯元件等等。

發明內容