[發(fā)明專利]自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用和隔聲、隔振材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210695750.X
• 申請(qǐng)日: 2022-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114992265B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立安;余云燕;李佳佳;耿勇;石明星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F7/00
• 分類號(hào): F16F7/00;G10K11/162
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 任燕妮

本發(fā)明涉及超材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用和隔聲、隔振材料。自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)，包括球形殼體以及設(shè)置在球形殼體內(nèi)的自旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；自旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括至少兩根懸臂桿以及滑動(dòng)設(shè)置于每根懸臂桿上的至少兩個(gè)磁性塊，每根懸臂桿上設(shè)置的磁性塊的數(shù)量相同，每根懸臂桿上的相鄰兩個(gè)磁性塊靠近的端部極性相同，至少兩根懸臂桿連接于中心結(jié)點(diǎn)且關(guān)于中心結(jié)點(diǎn)球?qū)ΨQ；每根懸臂桿遠(yuǎn)離中心結(jié)點(diǎn)的端部均與球形殼體的內(nèi)壁滑動(dòng)接觸。隔聲材料或隔振材料，包括上述自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)。上述自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)在受到振動(dòng)時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨振動(dòng)方向發(fā)生自適應(yīng)旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)全向性振動(dòng)波/聲波的有效隔離，可應(yīng)用于隔振或隔聲等領(lǐng)域中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超材料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用和隔聲、隔振材料。

背景技術(shù)

人造聲子晶體超材料是近年來(lái)備受關(guān)注的科研主體，其波禁、波調(diào)控和波匯集特性在隔聲、隔振(震)、隱身及能量回收領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

現(xiàn)實(shí)生活中的噪音、地震、機(jī)床振動(dòng)、運(yùn)載工具振動(dòng)及交通引起的環(huán)境振動(dòng)都是低頻振動(dòng)，采取有效措施達(dá)到隔聲和隔振的目的，對(duì)于提高人們生活質(zhì)量和延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備及建筑物使用壽命具有重要意義。

線性聲子晶體超材料的研究表明，要想使禁振帶隙控制到100Hz以下是極為困難的，這在很大程度上限制了線性聲子晶體超材料在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

鑒于此，特提出本申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的包括，例如，提供了一種自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用和隔聲、隔振材料，旨在改善背景技術(shù)提到的至少一種問(wèn)題。

本發(fā)明的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明提供一種自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)，包括球形殼體以及設(shè)置在球形殼體內(nèi)的自旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；

自旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括至少兩根懸臂桿以及滑動(dòng)設(shè)置于每根懸臂桿上的至少兩個(gè)磁性塊，每根懸臂桿上設(shè)置的磁性塊的數(shù)量相同，每根懸臂桿上的相鄰兩個(gè)磁性塊靠近的端部極性相同，至少兩根懸臂桿連接于中心結(jié)點(diǎn)且關(guān)于中心結(jié)點(diǎn)球?qū)ΨQ；

每根懸臂桿遠(yuǎn)離中心結(jié)點(diǎn)的端部均與球形殼體的內(nèi)壁滑動(dòng)接觸。

在可選的實(shí)施方式中，每根懸臂桿的端部設(shè)置有安裝座，安裝座具有碗口槽，碗口槽內(nèi)設(shè)置有與其形狀和大小匹配的旋轉(zhuǎn)滾珠，旋轉(zhuǎn)滾珠超過(guò)一半的部分被容納于碗口槽內(nèi)，另一部分裸露于碗口槽之外，旋轉(zhuǎn)滾珠的直徑大于碗口槽開(kāi)口的口徑，每個(gè)旋轉(zhuǎn)滾珠均與球形殼體的內(nèi)壁接觸。

在可選的實(shí)施方式中，每個(gè)磁性塊均為環(huán)形，通過(guò)套設(shè)的方式滑動(dòng)設(shè)置于對(duì)應(yīng)的懸臂桿上。

在可選的實(shí)施方式中，每根懸臂桿靠近其端部的位置設(shè)置有用于對(duì)磁性塊進(jìn)行限位的環(huán)形限位件。

在可選的實(shí)施方式中，自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)還包括安裝件，安裝件的中心與中心結(jié)點(diǎn)重合，每根懸臂桿遠(yuǎn)離球形殼體的端部均與安裝件連接。

在可選的實(shí)施方式中，懸臂桿的數(shù)量為至少四根；優(yōu)選地，懸臂桿的數(shù)量為6。

在可選的實(shí)施方式中，每個(gè)磁性塊的形狀、大小以及磁性完全相同。

第二方面，本發(fā)明提供一種隔聲材料，包括隔聲顆粒，隔聲顆粒為如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)的自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)。

第三方面，本發(fā)明提供一種隔振材料，包括隔振顆粒，隔振顆粒為如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)的自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)。

第四方面，本發(fā)明提供如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)的自旋式聲子晶體結(jié)構(gòu)在隔聲或隔振領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果包括，例如：