[發明專利]一種抑制高聲強下非線性效應的復合微穿孔板吸聲結構

有效

• 申請號: 201811097381.4
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109300463B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 錢玉潔;張杰
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G10K11/162
• 分類號: G10K11/162
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種抑制高聲強下非線性效應的復合微穿孔板吸聲結構，包括剛性背板(1)，剛性背板(1)一側在上下方向分別垂直連有側板(2)，兩個側板(2)之間垂直連接有前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)，后微穿孔板(4)位于剛性背板(1)和前微穿孔板(3)之間，后微穿孔板(4)和剛性背板(1)之間形成空腔，前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)之間形成極窄微縫，前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)上均開設有超微孔。本發明提供的一種抑制高聲強下非線性效應的復合微穿孔板吸聲結構，可以增大單層超微孔微穿孔板的長徑比，使其具有較大的臨界聲壓級，即更優異的非線性效應抑制效果，同時可大大降低制造成本。

技術領域

本發明具體涉及一種抑制高聲強下非線性效應的復合微穿孔板吸聲結構，屬于吸聲降噪技術領域。

背景技術

噪聲，作為人類社會的一大公害，它不僅讓人煩躁，睡眠差，引發心臟病、學習障礙和耳鳴等疾病，還會加速建筑物、機械結構的老化，影響設備及儀表的精度和使用壽命。鑒于此，降低噪聲已成為廣大科研工作者亟待解決的一個重要課題，目前主要的解決途徑之一就是采用吸聲材料，這也是公認的一種有效的被動式降噪方法。

在眾多吸聲材料中，微穿孔板吸聲結構具有結構簡單、質輕、防潮、阻燃、耐高溫、環境友好、板材多樣性等優點，被譽為21世紀最具潛力的綠色環保吸聲材料。微穿孔板吸聲結構是由我國聲學泰斗馬大猷教授于1975年提出，經過幾十年的發展，微穿孔板結構在較低聲壓級線性條件下(即噪聲聲壓級SPL一般小于110dB，甚至更小)已獲得廣泛的應用，如建筑物內部、環境隔聲屏障、消聲器、透明吸聲窗戶等領域。然而在具有高強度聲場的應用環境下，如航空發動機、導彈發射井等，微穿孔板結構的應用卻差強人意。究其原因，高聲強下，微穿孔板聲阻抗(包括聲阻和聲抗)將依賴于入射聲壓級，表現出強烈的非線性效應。非線性效應不僅使微穿孔板結構在線性條件下完善的聲阻抗理論模型以及聲學設計理論不再合適，還導致其吸聲性能下降以及難以建立精確的聲阻抗理論模型等問題。這些因素限制了微穿孔板在高聲強下的有效應用。

研究表明，將微穿孔板上的微孔孔徑減小至100um以下，提高微穿孔板的長徑比可有效抑制高聲強下微穿孔板的非線性效應。一般來說，提高微穿孔板的長徑比有兩種基本途徑，一是減小微孔孔徑，二是增加微穿孔板板厚。然而，不論哪種方法，都意味著需要提高微穿孔板的長徑比(即微穿孔板的板厚與孔徑之比)，提高長徑比就意味著微穿孔板的制造成本大大增加。特別是高長徑比的超微孔微穿孔板的制造成本遠大于普通微穿孔板，因而大大限制了其在高聲強環境下的推廣應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的缺陷，提供一種可以增大單層超微孔微穿孔板的長徑比，使其具有較大的臨界聲壓級，即更優異的非線性效應抑制效果，同時可大大降低制造成本的抑制高聲強下非線性效應的復合微穿孔板吸聲結構。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種抑制高聲強下非線性效應的復合微穿孔板吸聲結構，包括剛性背板，所述剛性背板一側在上下方向分別垂直連有側板，兩個所述側板之間垂直連接有前微穿孔板和后微穿孔板，所述后微穿孔板位于所述剛性背板和前微穿孔板之間，所述后微穿孔板和剛性背板之間形成空腔，所述前微穿孔板和后微穿孔板之間形成極窄微縫，所述前微穿孔板和后微穿孔板上均開設有超微孔。

所述前微穿孔板和后微穿孔板的材質包括硅板、不銹鋼板、鋼板、鐵板、銅板、鋁板、玻璃板、塑料板、聚氨酯板、PVC板或者PE板。

所述超微孔的直徑小于0.1mm。

所述超微孔在所述前微穿孔板和后微穿孔板上排列的方式為正三角形排列或正方形排列。

所述極窄微縫的寬度小于0.2mm。

所述前微穿孔板上的所述超微孔與所述后微穿孔板上的所述超微孔錯開排列。