一种复合局域共振超构材料隔音板制造技术

本发明专利技术公开一种复合局域共振超构材料隔音板，包括局域共振超构材料层，所述局域共振超构材料层的密度梯度分布为：按照声音接触面从上到下密度逐渐增大、逐渐减小、先增大再减小或者先减小再增大。本发明专利技术提供了一种结构可设计性强、所用材料及结构尺寸更自由的复合局域共振超构材料隔音板，该发明专利技术的设计方式灵活自由、质量轻、体积薄、隔声能力突出，同时可模块化安装，施工快速方便。

A composite local resonance super structure material sound insulation board

The invention discloses a composite local resonance superstructure material sound insulation board, which comprises a local resonance superstructure material layer. The density gradient distribution of the local resonance superstructure material layer is as follows: the density of the sound contact surface increases gradually from top to bottom, decreases gradually, increases first, then decreases, or decreases first and then increases. The invention provides a composite local resonance superstructure material sound insulation board with strong structural designability, freer material and structural dimension. The design method of the invention is flexible and free, light in weight, thin in volume, outstanding in sound insulation ability, modular installation, fast and convenient in construction.

【技术实现步骤摘要】
一种复合局域共振超构材料隔音板
本专利技术涉及建筑材料领域，尤其是一种复合局域共振超构材料隔音板，主要应用于建筑领域，包括住宅、酒店、工厂、会议厅等场所。
技术介绍
随着科技的发展，无论是在工业，人类生活以及军事的各个领域，各种各样的设备，机器军事装备都朝着大型化，重载化，轻质化，高速化等方向发展；这些机器设备运行所引发的噪声问题日益突出，这些噪声危害人们的身体健康，干扰人们的正常生活，影响机器设备的安全运行，对武器装备的作战效能及隐身功能造成很大的影响。而噪声中的低频分量又具有，传播能力强，传播过程中不易被介质吸收的特点，使得我们很难有效的隔离低频的噪声。通过理论研究我们发现，在低频端，传统的隔声材料的隔声规律满足质量定律，要想达到满意的隔声效果，就必须增加隔声材料的质量，这就是的我们隔声的成本大大增加。因此，如何在不增加生产成本的情况下，有效的降低低频噪声就成了近几十年来的研究热点。20世纪90年代人们提出了声子晶体的概念，在2000年之前，主要是在Bragg型声子晶体方面取得大量的研究成果，但受限于晶格尺寸与波长的匹配问题，无法应用与低频端的减震降噪。到2000年以后，刘正猷等人发现了带隙的对应波长大于晶格尺寸两个数量级的物理现象，提出了局域共振单元的思想，实现了小尺寸控制大波长，对解决低频噪声问题提供了新的思路与手段。到2008年，杨志宇又提出了一种具有动态负质量密度的薄膜型声学超材料，对解决低频降噪提供了一种适应性更强的解决方案。近些年来，无论是在隔声减噪的理论基础，计算方法，还是应用研究方面，都取得了长足的进步，对一维，二维，三维的超材料结构，进行了能带结构的有效分析。目前主要有这么几种隔声降噪的结构模型：1.在基体内部埋入具有谐振特性的声学结构单元；2.在板壳结构表面附加局域共振单元：3.薄膜型声学超材料。随着对以上这些材料的隔声特性进行持续深入的研究，必将能更好的发挥其在低频隔声降噪方面的优势，为我们提供更好的隔声降噪的手段。而对于复杂边界条件，极端应用环境下的隔声降噪的研究也进一步的开展起来，相信在不久的将来为全面彻底的解决低频降噪的问题提供更有效，更实用的解决方案。本专利提出了梯度复合材料概念、结构组合概念，旨在提供一种结构可设计性强、所用材料及结构尺寸更自由的复合局域共振超构材料隔音板。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种复合局域共振超构材料隔音板，结构可设计性强、所用材料及结构尺寸更自由，可以根据实际的隔声降噪需要进行自由组合与设计。本专利技术是这样实现的：一种复合局域共振超构材料隔音板，包括局域共振超构材料层，所述局域共振超构材料层的密度梯度分布为：按照声音接触面从上到下密度逐渐增大、逐渐减小、先增大再减小或者先减小再增大。作为专利技术的进一步改进，按照声音接触面从上到下，所述局域共振超构材料层可以依据具体需要在其上侧或下侧设置面层。作为本专利技术的进一步改进,可以单独使用，也可以结合其他板层结构做成复合层合结构使用。作为专利技术的进一步改进，所述面层为格栅板、多孔板或平板，所述面层由木材、塑料、铝合金、钢、树脂或多孔吸音材料制成；所述面层的厚度为0.1~20mm。作为专利技术的进一步改进，所述面层的厚度为0.1~5mm。作为专利技术的进一步改进，所述局域共振超构材料层为至少一层，各层局域共振超构材料层由开口格栅、弹性薄膜和刚性块材构成。作为专利技术的进一步改进，所述开口格栅由四边形、六边形中的至少一种组合而成。作为专利技术的进一步改进，所述开口格栅材料由塑料、铝合金、钢、玻璃、复合材料或玻纤板制成，所述开口格栅的壁厚为0.1~5mm。作为专利技术的进一步改进，所述弹性薄膜覆于开口格栅的上下端面或夹在两个开口格栅的侧面之间。作为专利技术的进一步改进，所述弹性薄膜的材料为聚丙烯薄膜、尼龙薄膜、聚酯薄膜、聚乙烯薄膜或硅橡胶膜中的至少一种，所述弹性薄膜的厚度不超过2mm。作为专利技术的进一步改进，所述刚性块材的厚度不超过5mm，格栅单格内刚性块材的质量与数量依据所需的固有频率进行调整。相比现有技术来说，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术提出了梯度复合材料概念、结构组合概念，梯度密度能够拓宽低频隔声的有效带宽。2.通过采用具有密度梯度分布的局域共振超构材料层，配合采用开口格栅、弹性薄膜和刚性块材之间的自由组合，可以根据实际环境需要，选择适合的密度梯度分布和组合方式，从而达到最佳的隔声降噪效率。3.本专利技术质量轻、体积薄、隔声能力突出，同时可模块化安装，施工快速方便。附图说明图1是本专利技术提供的一种复合局域共振超构材料隔音板的各层结构示意图。图2-图5是本专利技术提供的一种复合局域共振超构材料隔音板的密度梯度示意图。图6-图7是本专利技术提供的开口格栅、弹性薄膜和刚性块材的形状组合结构示意图。图8-图9是本专利技术提供的弹性薄膜与开口格栅之间的位置关系示意图。附图说明：1-开口格栅，2-弹性薄膜，3-刚性块材，10-局域共振超构材料层，20-面层。具体实施方式为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图及具体实施例对本专利技术进一步说明。实施例1如图1所示的一种复合局域共振超构材料隔音板，包括局域共振超构材料层10，所述局域共振超构材料层10的密度梯度分布如图2-5所示为：按照声音接触面从上到下密度逐渐增大、逐渐减小、先增大再减小或者先减小再增大。至此，本专利技术提出了梯度复合材料概念、梯度密度能够拓宽低频隔声的有效带宽，可以根据实际环境需要，选择适合的密度梯度分布，从而达到最佳的隔声降噪效率。需要注意的是，图2-图5中的黑色圆点表述为密度，黑色圆点越多密度越大，在图6-图9中，黑色圆点表示为刚性块材，在上述文字注明的情况下，不应存在误解读的情况。实施例2进一步的，如图1所示，按照声音接触面从上到下，所述局域共振超构材料层10可以依据具体需要在其上侧或下侧设置面层20。优选的，所述面层20为格栅板、多孔板或平板，所述面层由木材、塑料、铝合金、钢、树脂或多孔吸音材料制成；所述面层的厚度为0.1~20mm，更进一步优选为0.1~5mm。采用上述的面层结构，其材料简单易得，隔声效果好。本专利技术所指的“可以根据具体需要设置”是指可以根据实际环境需要、施工需要甚至成本需求，决定是否设置面层，设置一侧或者两侧面层，例如：若本专利技术安装在水泥基底上，由于水泥基底在隔音性能上可以替代面层，则可去除水泥面一侧的面层使用。进一步的，本专利技术的复合局域共振超构材料隔音板可以单独使用，也可以结合其他板层结构做成复合层合结构使用。实施例3进一步的，如图6-图9所示，所述局域共振超构材料层为至少一层，各层局域共振超构材料层10由开口格栅1、弹性薄膜2和刚性块材3构成。优选的，如图6-图7所示，所述开口格栅1由四边形、六边形中的至少一种组合而成。所述开口格栅1材料由塑料、铝合金、钢、玻璃、复合材料或玻纤板制成，所述开口格栅1的壁厚为0.1~5mm。优选的，如图8-图9所示，所述弹性薄膜2覆于开口格栅1的上下端面（图8）或夹在两个开口格栅1的侧面之间（图9）。优选的，所述弹性薄膜2的材料为聚丙烯薄膜、尼龙薄膜、聚酯薄膜、聚乙烯薄膜或硅橡胶膜中的至少一种，所述弹性薄膜2的厚度不超过2mm。优选的，所述刚性块材3的厚度不超过5mm，格栅单格内刚性块材的质量与数量依据所需的固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合局域共振超构材料隔音板，其特征在于，包括局域共振超构材料层，所述局域共振超构材料层的密度梯度分布为：按照声音接触面从上到下密度逐渐增大、逐渐减小、先增大再减小或者先减小再增大。

【技术特征摘要】
1.一种复合局域共振超构材料隔音板，其特征在于，包括局域共振超构材料层，所述局域共振超构材料层的密度梯度分布为：按照声音接触面从上到下密度逐渐增大、逐渐减小、先增大再减小或者先减小再增大。2.根据权利要求1所述的复合局域共振超构材料隔音板，其特征在于，按照声音接触面从上到下，所述局域共振超构材料层可以依据具体需要在其上侧或下侧设置面层。3.根据权利要求2所述的复合局域共振超构材料隔音板，其特征在于，所述面层为格栅板、多孔板或平板，所述面层由木材、塑料、铝合金、钢、树脂或多孔吸音材料制成；所述面层的厚度为0.1~20mm。4.根据权利要求3所述的复合局域共振超构材料隔音板，其特征在于，所述面层的厚度为0.1~5mm。5.根据权利要求1-4任一项所述的复合局域共振超构材料隔音板，其特征在于，所述局域共振超构材料层为至少一层，各层局域共振超构材料层由开口格栅、弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹海琳，丁莉，翁履谦，郭悦，
申请(专利权)人：深圳市航天新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44