[發(fā)明專利]一種聲學黑洞振動吸收器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711382962.8
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108122551B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季宏麗;黃薇;裘進浩;王小東;韓冰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;G10K11/162
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

本發(fā)明公開了一種聲學黑洞振動吸收器，所述振動吸收器包括圓盤形結(jié)構(gòu)，所述圓盤形結(jié)構(gòu)的上、下表面的距離由所述圓盤形結(jié)構(gòu)的中軸線向外邊緣逐漸減小變化，所述圓盤結(jié)構(gòu)包括黑洞區(qū)域，所述黑洞區(qū)域的上、下表面之間的距離從外邊緣向中軸線方向呈分段函數(shù)形式變化，避免聲學黑洞結(jié)構(gòu)的厚度變化規(guī)律的改變引起的邊緣的彎曲波的反射，利用ABH效應(yīng)和動力吸振的特性，實現(xiàn)寬帶振動控制的效果，同時也突破了傳統(tǒng)動力吸振單頻率有效的局限性，擴寬聲學黑洞結(jié)構(gòu)的有效作用頻率范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動控制領(lǐng)域，特別涉及一種聲學黑洞振動吸收器。

背景技術(shù)

聲學黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)效應(yīng)是利用薄壁結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)或者材料特性參數(shù)的梯度變化，使得波在結(jié)構(gòu)中的傳播速度逐漸減小，理想情況下波速減小至零從而不發(fā)生反射的現(xiàn)象。實現(xiàn)聲學黑洞效應(yīng)的主要方法是將薄板結(jié)構(gòu)的厚度按照冪函數(shù)形式(h(x)＝εx^m,m≥2)裁剪，從而利用聲學黑洞效應(yīng)將結(jié)構(gòu)中傳播的波動能量聚集在薄板結(jié)構(gòu)尖端厚度趨近于零的位置。但在實際加工形成的聲學黑洞結(jié)構(gòu)中，很難實現(xiàn)結(jié)構(gòu)厚度按照上述形式變化至零，而是不可避免的發(fā)生一些改變，比如說在尖端厚度很薄的地方截斷或者在結(jié)構(gòu)上留下殘余厚度。而一旦聲學黑洞的厚度變化規(guī)律發(fā)生上述改變，結(jié)構(gòu)邊緣的彎曲波會反射回來，使其有效作用的頻率范圍受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了擴寬聲學黑洞結(jié)構(gòu)的有效作用頻率范圍，提供一種聲學黑洞振動吸收器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種聲學黑洞振動吸收器，所述振動吸收器設(shè)置在被減振結(jié)構(gòu)上，所述振動吸收器包括圓盤形結(jié)構(gòu)，所述圓盤形結(jié)構(gòu)的上、下表面的距離由所述圓盤形結(jié)構(gòu)的中軸線向外邊緣逐漸減小變化，所述圓盤結(jié)構(gòu)包括黑洞區(qū)域，所述黑洞區(qū)域的上、下表面之間的距離從外邊緣向中軸線方向呈分段函數(shù)形式變化。

可選的，所述分段函數(shù)為：

其中，x表示距外邊緣的距離，h(x)表示距外邊緣的距離為x處的黑洞區(qū)域的上下表面之間的距離，x₁表示最小厚度的延伸距離，h₁表示聲學黑洞的剩余厚度。

可選的，所述圓盤形結(jié)構(gòu)還包括均勻區(qū)域，所述均勻區(qū)域設(shè)置于所述圓盤形結(jié)構(gòu)的中軸線位置并位于所述黑洞區(qū)域的內(nèi)側(cè)，與所述黑洞區(qū)域相連通，所述均勻區(qū)域的上、下表面之間的距離不變。

可選的，所述均勻區(qū)域的形狀為以所述圓盤形結(jié)構(gòu)的中軸線為中軸線的圓柱形結(jié)構(gòu)，所述圓柱形結(jié)構(gòu)的高度等于所述黑洞區(qū)域的上、下表面之間的最大距離。

可選的，所述振動吸收器還包括圓環(huán)形阻尼墊片，所述圓環(huán)形阻尼墊片的外徑與所述圓盤形結(jié)構(gòu)的外徑相同，所述圓環(huán)形阻尼墊片粘附于所述圓盤形結(jié)構(gòu)的下表面。

可選的，其特征在于，所述振動吸收器還包括保護盒，所述保護盒套設(shè)在所述圓盤形結(jié)構(gòu)的外部。

可選的，所述振動吸收器還包括兩個連接螺桿，兩個所述連接螺桿將所述圓盤形結(jié)構(gòu)和所述保護盒固定連接，并將所述圓盤形結(jié)構(gòu)和所述保護盒與所述被減振結(jié)構(gòu)連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明公開了一種聲學黑洞振動吸收器，所述振動吸收器采用分段函數(shù)的形式設(shè)計黑洞的結(jié)構(gòu)，避免聲學黑洞結(jié)構(gòu)的厚度變化規(guī)律的改變引起的邊緣的彎曲波的反射，擴寬了聲學黑洞結(jié)構(gòu)的有效作用頻率范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要的附圖作簡單介紹。顯而易見，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一個實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這個附圖獲得其他附圖。