[發(fā)明專利]一種應用于聲學超材料的圓薄膜徑向均勻預應力加載裝置

有效

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• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108877760B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設計）人: 吳衛(wèi)國;杭銳;聞軼凡
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G10K11/162
• 分類號: G10K11/162
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于聲學超材料技術領域，具體為一種應用于聲學超材料的圓形薄膜徑向均勻預應力定量加載裝置。包括外側帶凹臺階和內側帶半圓形凹槽的圓環(huán)形下夾板、外側帶凸形臺階的圓環(huán)形上夾板、帶壓舌和壓耳的圓環(huán)形測力計及施壓螺絲；壓舌和凹槽截面呈半圓或U形，壓舌截面半徑小于凹槽截面半徑1mm；薄膜固定于圓環(huán)形上下夾板之間，用四個彈簧卡扣固定夾緊；將帶有壓舌和壓耳的圓環(huán)形測力計置于固定好的薄膜上方，使用施壓螺絲使其向下移動，在壓舌與凹槽逐漸吻合過程中圓形薄膜產生徑向均勻應力，通過高精度圓環(huán)形測力計測出薄膜受力大小。

技術領域

本發(fā)明屬于聲學超材料技術領域，具體為一種應用于聲學超材料的圓形薄膜徑向均勻預應力定量加載裝置。

技術背景

在現(xiàn)代社會中,低頻范圍的噪聲不僅在工業(yè)、航空和交通鐵路等各個領域中,給其領域的儀器、設備等帶來了嚴重的安全隱患,而且嚴重影響了人們的日常工作生活。在現(xiàn)有的低頻噪聲控制方法中,或是用較為厚實的傳統(tǒng)混凝土墻或是結構較為復雜的復合材料結構,其方法制備困難、價格較高。低頻噪聲由于波長長、傳播距離遠、衰落弱等特點,對其有效控制一直是噪聲控制領域有挑戰(zhàn)性的難題。

薄膜型聲學超材料因其輕質以及較好的低頻隔聲性能，得到廣泛的關注。薄膜自身應力狀態(tài)的改變對超材料等效參數(shù)產生較大影響，從而改變超材料的隔聲性能，實現(xiàn)隔聲主動可控。

該裝置具有結構簡單、外形小巧、操作簡便以及造價低廉的特點。

該裝置具有對圓形薄膜定量加載預應力的特點。

現(xiàn)有的圓形薄膜徑向均勻預應力加載方式主要采用行星齒輪拉伸和對圓形薄膜軸向施壓的方法，在實際試驗測試中無法滿足要求。主要有以下兩點不足：

1.采用行星齒輪拉伸加載，無法做到整個膜面均勻受力；

2.操作流程復雜，沒有一個固定的加載裝置；

3.無法做到定量加載。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種結構簡單，操作簡便的圓形薄膜徑向均勻施加荷載裝置，該裝置對圓形薄膜徑向定量施加均勻預應力，從而實現(xiàn)薄膜型聲學超材料隔聲性能的主動可控。

本發(fā)明對圓形薄膜施加不同大小徑向均勻預應力，再通過兩塊圓環(huán)形超材料結構固定夾板，形成不同應力狀態(tài)的薄膜型聲學超材料結構。

本發(fā)明圓形薄膜徑向均勻預應力定量加載轉置，包括外側帶凹臺階和內側帶半圓形凹槽的圓環(huán)形下夾板、外側帶凸形臺階的圓環(huán)形上夾板、可顯示力值的帶壓舌的圓環(huán)形測力計；圓環(huán)形上夾板和圓環(huán)形下夾板的臺階相配合實現(xiàn)上下夾板的定位及防止薄膜的移動，圓環(huán)形下夾板上帶有4個彈簧卡扣，圓環(huán)形上夾板上帶有4個掛鉤，帶壓舌的圓環(huán)形測力計上左右對稱處固定有兩個壓耳作為施壓受力結構，壓耳懸挑一端下表面與圓環(huán)形測力計上表面的高度差使帶壓舌的圓環(huán)形測力計可以下壓更大深度；薄膜自然狀態(tài)下放置于上下夾板之間，通過4個彈簧卡扣與掛鉤相配合夾緊圓環(huán)形上下夾板，圓環(huán)形測力計從圓環(huán)形上夾板內圈放置在固定好的薄膜上，放置時要求圓環(huán)形測力計的壓舌對準圓環(huán)形下夾板的半圓形凹槽，通過圓環(huán)形測力計上兩個壓耳配合兩顆施壓螺絲對薄膜施壓，同步擰動兩顆施壓螺絲，帶壓舌的圓環(huán)形測力計逐漸向下壓緊，壓舌與半圓形凹槽的逐漸吻合的過程中圓形薄膜產生均勻徑向預應力，通過帶有壓舌的圓環(huán)形測力計的讀數(shù)表征出薄膜徑向受力大小。

上述方案中，所述的外側帶凹臺階和內側帶半圓形凹槽的圓環(huán)形下夾板、外側帶凸形臺階的圓環(huán)形上夾板和帶有壓舌的圓環(huán)形測力計外殼由鋁質材料制成；所述的壓耳由鋁制材料制成；所述的施壓螺絲，掛鉤以及彈簧卡扣由不銹鋼材料制成。