[發明專利]一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結構

在審

• 申請號: 202010974594.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112185327A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 吳九匯;劉紅星
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;G10K11/172
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開的一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結構，屬于低頻減振降噪技術領域。微縫低頻吸聲單元包括剛性殼體和設置在剛性殼體上的吸聲面板，吸聲面板和剛性殼體合圍形成剛性背腔，吸聲面板的一側設有階梯型微縫，階梯型微縫與剛性背腔連通，階梯型微縫的上端開口尺寸大于下端開口。嵌套式寬帶吸聲結構中若干微縫低頻吸聲單元在高度方向上連續疊加嵌套形成多層并聯結構，所有階梯型微縫的上端開口共面設置在頂板上；每個微縫低頻吸聲單元對應目標吸聲頻段的一個吸聲峰值，嵌套式寬帶吸聲結構在低頻范圍內形成連續的多峰值吸聲寬帶。能夠實現寬帶低頻噪聲的高效吸收，且結構緊湊，吸聲頻段調整靈活，具有良好且廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于低頻減振降噪技術領域，具體涉及一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結構。

背景技術

傳統的吸聲手段主要包括采用多孔吸聲材料、穿孔板及赫姆赫茲共振腔結構等類型。然而，多孔吸聲材料要求材料厚度達到波長的四分之一才能具有良好的吸聲效果，對于低頻噪聲，對應的結構尺寸較大，實際應用比較困難。穿孔板能實現中高頻的寬帶吸聲，但其低頻吸聲效果仍不盡人意。利用赫姆赫茲共振結構能夠實現較好的低頻吸聲效果，但其尺寸仍然相對較大，且對應的吸聲頻帶很窄，實際應用存在一定的局限性。因此，設計一種亞波長吸聲結構來實現低頻寬帶吸聲具有重要的意義。

近年來，隨著聲學超材料的迅速發展，為解決低頻噪聲問題提供了新的思路和方法。它能利用深度亞波長結構來實現低頻吸聲，其中，包含微縫結構的超材料也得到了人們的關注。然而，目前已有含微縫超材料多采用類傳統的微縫吸聲體結構，在特定較窄低頻范圍內具有一定吸聲的效果，但低頻吸聲效果仍需進一步提高。同時，對于寬帶吸聲，目前主要是利用多個吸聲單元并聯耦合而產生對應多個連續峰值來實現。然而，常規的多吸聲單元并聯必然導致吸聲面板尺寸成倍增加，使結構平均阻抗快速變化，限制結構的寬帶吸聲效果。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結構，能夠實現寬帶低頻噪聲的高效吸收，且結構緊湊，吸聲頻段調整靈活，具有良好且廣泛的應用前景。

本發明通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種微縫低頻吸聲單元，包括剛性殼體和設置在剛性殼體上的吸聲面板，吸聲面板和剛性殼體合圍形成剛性背腔，吸聲面板的一側設有階梯型微縫，階梯型微縫與剛性背腔連通，階梯型微縫的上端開口尺寸大于下端開口。

優選地，階梯型微縫的階梯數為1～5。

優選地，每階階梯的寬度相等，階梯型微縫的寬度為0.3～3mm。

優選地，剛性殼體的高度大于2mm。

本發明公開的一種嵌套式寬帶吸聲結構，包括若干權利要求1～4任意一項所述的微縫低頻吸聲單元，若干微縫低頻吸聲單元在高度方向上連續疊加嵌套形成多層并聯結構，所有微縫低頻吸聲單元的階梯型微縫的上端開口共面設置在嵌套式寬帶吸聲結構的頂板上；每個微縫低頻吸聲單元對應目標吸聲頻段的一個吸聲峰值，嵌套式寬帶吸聲結構在低頻范圍內形成連續的多峰值吸聲寬帶。

優選地，每層微縫低頻吸聲單元的數量為1～4。

優選地，每層微縫低頻吸聲單元的階梯型微縫的深度與其上方相鄰微縫低頻吸聲單元的高度相等。

優選地，剛性背腔的截面積由上至下逐層增大，每層增大的截面積數值為該層單元所對應的頂板處微縫截面積。

優選地，所有微縫低頻吸聲單元的階梯型微縫在頂板上的各個方向上分散設置。

優選地，若干微縫低頻吸聲單元按吸聲峰值頻率值由上到下依次設置，吸聲峰值頻率最高的微縫低頻吸聲單元設在嵌套式寬帶吸聲結構的頂層，吸聲峰值頻率最低的微縫低頻吸聲單元設在嵌套式寬帶吸聲結構的底層。