[發明專利]穿孔板及膜腔復合型隔聲罩及其隔聲性能仿真計算方法

在審

• 申請號: 202210620713.2
• 申請日: 2022-06-02
• 公開（公告）號: CN115203890A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李青霞;韓宇超;魏桓;蘇燊燊;葉天貴;胡世堯
• 申請（專利權）人: 電力規劃總院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/18;G06F30/10;G06T17/20;G06F111/10;G06F119/10
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 李曉

本發明提出了一種穿孔板及膜腔復合型隔聲罩及其隔聲性能仿真計算方法，隔聲罩是由復合隔聲板構成的罩體，所述復合隔聲板包括由外至內疊加的背板、吸聲填充層、薄膜層、框架板以及穿孔板，所述薄膜上附著有均勻布置的質量塊。并且基于COMSOL Multiphysics建立了穿孔板及膜腔復合型隔聲罩的仿真模型，模擬隔聲罩在實際聲場中的隔聲效果。對穿孔板及膜腔復合型聲學結構仿真發現，隔聲量曲線變得平滑，改善了隔聲性能，特別是對中低頻噪聲有較好的控制效果。

技術領域

本發明涉及低頻降噪領域，尤其涉及一種薄膜型隔聲罩。

背景技術

近幾年，噪聲污染問題越來越突出，已經是社會公認的環境污染問題之一。由于低頻噪聲頻率低，波長較長，穿透能力強，不容易衰減，導致人們對低頻噪聲的控制沒有顯著的效果。為了提高對低頻噪聲的隔聲效果，通常會采用增大材料厚度的方式來提升結構的隔聲性能，雖然通過增加厚度可以在一定程度上改善隔聲性能，但效果并不理想，厚度增加一倍，隔聲量只能提高大約6dB。所以用增加厚度的方式來提升隔聲效果，并不適用于對質量有嚴格要求的工作場合。

為了實現對低頻噪聲的有效控制，以及在隔聲結構輕量化設計和綠色環保的要求下，就需要打破傳統結構質量定律的限制。在這個情況下，聲學超材料的出現為解決這些問題提供了新的思路。聲學超材料可以通過對其材料和結構參數進行調節，實現對聲波的傳播方向和強度的控制。局域共振聲學超材料是一類基于局域共振原理，較為常見的聲學超材料，由于彈性波在傳播過程中與聲學結構的強烈耦合作用，可以阻止彈性波的繼續傳播，并且能夠實現小尺寸結構控制大波長聲波。近幾年，對于新型局域共振結構輕量化的研究持續進行著，這些結構在低頻降噪方面有著出色的性能，其中薄膜型局域共振聲學超材料具有較強的代表性，由于其具有輕薄易實現，并且在低頻聲學性能優良等優勢，成為了近幾年聲學領域研究的熱點。

經過近幾年對于薄膜型聲學超材料的研究，已經衍生出很多新型薄膜型聲學超材料。但是大多數的研究還都是針對單胞結構和小尺寸試件，對于大型薄膜型聲學結構的研究較少，薄膜型隔聲罩的研究更少。這是因為大尺寸薄膜型聲學結構會受到大量復雜因素的影響，并且其聲學性能會遠遠低于單胞結構。同時薄膜型隔聲罩是由大量的單胞結構組成，并且每個單胞模型的尺寸很小，這就造成了薄膜型隔聲罩結構十分復雜，計算過程中需要劃分大量的網格，占用大量的計算資源，并且薄膜型聲學結構在實際應用中有著一定的局限性，由于薄膜本身比較薄，易破損，這就導致了薄膜結構對使用環境和運輸過程的要求比較高。

發明內容

發明目的：提供一種對低頻噪聲能夠有效控制的穿孔板及膜腔復合型隔聲罩及其隔聲性能仿真計算方法。

技術方案：一種穿孔板及膜腔復合型隔聲罩，隔聲罩是由復合隔聲板構成的罩體，所述復合隔聲板包括由外至內疊加的背板、吸聲填充層、薄膜層、框架板以及穿孔板，所述薄膜層上附著有均勻布置的質量塊。

進一步，所述背板為厚度為1.8—2.2mm的鋼板。

進一步，所述吸聲填充層為厚度為19—21mm的玻璃絲棉。

進一步，所述薄膜層是厚度為0.45—0.55mm的硅膠薄膜，薄膜上施加預應力。

進一步，所述穿孔板的穿孔率、穿孔直徑和穿孔板厚度分別為0.01、0.5mm和1mm。

進一步，所述框架板的厚度為28—32mm，采用樹脂材料，所述框架板圍成的內部空間由橫向及豎向的隔板劃分成整齊排列的正方形胞元，每個胞元的邊長為38—40mm。

進一步，所述薄膜層貼合框架板的一面在對應每個胞元的正中位置設置一個質量塊。

進一步，所述質量塊為重量為0.2—0.3g的圓柱形質量塊。

進一步，所述隔聲罩包括正方體剛框架，所述復合型隔聲板固定安裝在框架上，且復合型隔聲板的四周由隔音條封閉。