[實(shí)用新型]控制聲波傳播路徑的寬帶超薄吸聲隔聲結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720442619.7
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN206741932U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉明;梅玉林;梅藝璇
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G10K11/162
• 分類號: G10K11/162;E04B1/86
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于減振降噪技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種控制聲波傳播路徑的寬帶超薄吸聲隔聲結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前吸聲隔聲結(jié)構(gòu)普遍存在的問題是，在嚴(yán)格限制結(jié)構(gòu)厚度和重量的條件下，一般在中頻、高頻段吸聲隔聲效果好，但在低頻段吸聲隔聲效果差，若將低頻吸聲隔聲截止頻率下限拓展至100Hz以下，且兼顧寬頻吸聲隔聲的性能，設(shè)計(jì)將十分困難。為了解決這一問題，本實(shí)用新型基于變換聲學(xué)、聲學(xué)超材料和聲子晶體等近幾年發(fā)展起來的新理論，公開了一種控制聲波傳播路徑的寬帶超薄吸聲隔聲結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

控制聲波傳播路徑的寬帶超薄吸聲隔聲結(jié)構(gòu)，包括至少一個吸聲隔聲單元，每個吸聲隔聲單元包括至少一個聲波匯聚段和至少一個聲波吸收段。

所述聲波匯聚段，由填充聲學(xué)材料的聲波匯聚型腔構(gòu)成；所述的聲波匯聚型腔為變截面型腔，變截面型腔內(nèi)填充各向同性或各向異性聲學(xué)材料；所述的各向異性聲學(xué)材料由嵌入薄膜或絲網(wǎng)的聲學(xué)材料構(gòu)成。

所述聲波吸收段，由填充吸聲材料的聲波吸收迷宮通道構(gòu)成；所述的聲波吸收迷宮通道是末端封閉或開放的迷宮狀的單連通通道，與聲波匯聚段的聲波匯聚型腔相通；所述的聲波吸收迷宮通道能被設(shè)計(jì)成細(xì)長的通道，采用單層或多層或空間螺旋的結(jié)構(gòu)型式，通過迂回、彎曲、盤繞或?qū)盈B等緊密布置，占據(jù)吸聲隔聲單元中聲波匯聚型腔外部的全部可利用空間。

所述聲波吸收段的聲波吸收迷宮通道中填充吸聲材料，填充方案如下：

(1)在整個聲波吸收迷宮通道中，填充相同的吸聲材料；

(2)將聲波吸收迷宮通道分成多段，在不同段中填充材料參數(shù)不同的吸聲材料；

(3)將聲波吸收迷宮通道分成多段，在每段通道中填充相同或不同的吸聲材料的同時，布置局部振子，且不同段通道中的局部振子具有不同的固有頻率，從而在整個通道中形成含有諸多不同固有頻率點(diǎn)的周期局部振子；

(4)在聲波吸收迷宮通道中填充相同或不同的吸聲材料的同時，按照等間隔或變間隔在其中布置薄膜或絲網(wǎng)或穿孔板。

所述局部振子為包裹軟材料的金屬顆粒或者局部粘貼金屬片的薄膜。

所述薄膜是無孔薄膜或有孔薄膜，包括金屬薄膜、非金屬薄膜、棉布、化纖、絲綢、麻布、呢絨、混紡、皮革等。

所述絲網(wǎng)包括金屬絲網(wǎng)和非金屬絲網(wǎng)。

所述的聲學(xué)材料或吸聲材料是氣體材料、固體材料或液體材料，包括空氣、氦氣、硅油、蓖麻油、凝膠、聚氨酯、聚酯纖維、環(huán)氧樹脂、泡沫塑料、泡沫金屬、軟橡膠、硅橡膠、吸聲橡膠、丁基橡膠、玻璃棉、玻璃纖維、毛氈、絲綢、布、微穿孔板等。

本實(shí)用新型公開的控制聲波傳播路徑的寬帶超薄吸聲隔聲結(jié)構(gòu)，是基于近幾年發(fā)展起來的變換聲學(xué)、聲學(xué)超材料和聲子晶體等理論，而提出的一種新型的吸聲隔聲結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型最大的創(chuàng)新之處是，通過聲波匯聚段中變截面型腔的截面變化和型腔中聲學(xué)材料等效參數(shù)的變化，控制聲波的傳播路徑，實(shí)現(xiàn)聲波的匯聚。至今，國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)任何具有使聲波沿曲線傳播并匯聚這一聲學(xué)性能的吸聲隔聲結(jié)構(gòu)。同時，在吸聲隔聲單元中，聲波吸收迷宮通道能被設(shè)計(jì)成細(xì)長的通道，并采用單層或多層或空間螺旋結(jié)構(gòu)型式，通過迂回、彎曲、盤繞、層疊等緊密布置措施，使聲波吸收迷宮通道占據(jù)吸聲隔聲單元中聲波匯聚型腔外部的全部可以利用空間，所以聲波吸收迷宮通道具有超長的路徑，是吸聲隔聲結(jié)構(gòu)厚度的幾十倍甚至上百倍。在超長的聲波吸收迷宮通道中填充吸聲材料，并布置周期局部振子，能有效實(shí)現(xiàn)寬帶高效吸聲。

附圖說明

圖1是控制聲波傳播路徑的寬帶超薄吸聲結(jié)構(gòu)側(cè)視剖面示意圖。

圖2是控制聲波傳播路徑的寬帶超薄隔聲結(jié)構(gòu)側(cè)視剖面示意圖。

圖3是吸聲單元側(cè)視剖面示意圖，包括一個聲波匯聚段和一個聲波吸收段。

圖4是隔聲單元側(cè)視剖面示意圖，包括兩個聲波匯聚段和兩個聲波吸收段。

圖5是聲波匯聚段示意圖。

圖6是聲波匯聚段示意圖。

圖7是聲波吸收迷宮通道的單層示意圖。

圖8是聲波吸收迷宮通道的單層示意圖。

圖9是聲波吸收迷宮通道的單層示意圖。

圖中：1聲波匯聚段；2聲波吸收段；3背墻；4聲波匯聚型腔中填充的聲學(xué)材料；5聲學(xué)材料中嵌入的薄膜或絲網(wǎng)；6層疊布置的聲波吸收迷宮通道相鄰層之間的連通孔；7聲波吸收迷宮通道中填充的吸聲材料；8聲波吸收迷宮通道的壁；9兩個聲波吸收段之間的間隔；10聲波匯聚型腔的壁；11聲波吸收迷宮通道；

圖中的箭頭，表示聲波的傳播方向。

具體實(shí)施方式