一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构制造技术

本发明专利技术公开了一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，包括刚性背板(1)，刚性背板(1)一侧在上下方向分别垂直连有侧板(2)，两个侧板(2)之间垂直连接有前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)，后微穿孔板(4)位于刚性背板(1)和前微穿孔板(3)之间，后微穿孔板(4)和刚性背板(1)之间形成空腔，前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)之间形成极窄微缝，前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)上均开设有超微孔。本发明专利技术提供的一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，可以增大单层超微孔微穿孔板的长径比，使其具有较大的临界声压级，即更优异的非线性效应抑制效果，同时可大大降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构
本专利技术具体涉及一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，属于吸声降噪

技术介绍
噪声，作为人类社会的一大公害，它不仅让人烦躁，睡眠差，引发心脏病、学习障碍和耳鸣等疾病，还会加速建筑物、机械结构的老化，影响设备及仪表的精度和使用寿命。鉴于此，降低噪声已成为广大科研工作者亟待解决的一个重要课题，目前主要的解决途径之一就是采用吸声材料，这也是公认的一种有效的被动式降噪方法。在众多吸声材料中，微穿孔板吸声结构具有结构简单、质轻、防潮、阻燃、耐高温、环境友好、板材多样性等优点，被誉为21世纪最具潜力的绿色环保吸声材料。微穿孔板吸声结构是由我国声学泰斗马大猷教授于1975年提出，经过几十年的发展，微穿孔板结构在较低声压级线性条件下(即噪声声压级SPL一般小于110dB，甚至更小)已获得广泛的应用，如建筑物内部、环境隔声屏障、消声器、透明吸声窗户等领域。然而在具有高强度声场的应用环境下，如航空发动机、导弹发射井等，微穿孔板结构的应用却差强人意。究其原因，高声强下，微穿孔板声阻抗(包括声阻和声抗)将依赖于入射声压级，表现出强烈的非线性效应。非线性效应不仅使微穿孔板结构在线性条件下完善的声阻抗理论模型以及声学设计理论不再合适，还导致其吸声性能下降以及难以建立精确的声阻抗理论模型等问题。这些因素限制了微穿孔板在高声强下的有效应用。研究表明，将微穿孔板上的微孔孔径减小至100um以下，提高微穿孔板的长径比可有效抑制高声强下微穿孔板的非线性效应。一般来说，提高微穿孔板的长径比有两种基本途径，一是减小微孔孔径，二是增加微穿孔板板厚。然而，不论哪种方法，都意味着需要提高微穿孔板的长径比(即微穿孔板的板厚与孔径之比)，提高长径比就意味着微穿孔板的制造成本大大增加。特别是高长径比的超微孔微穿孔板的制造成本远大于普通微穿孔板，因而大大限制了其在高声强环境下的推广应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种可以增大单层超微孔微穿孔板的长径比，使其具有较大的临界声压级，即更优异的非线性效应抑制效果，同时可大大降低制造成本的抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，包括刚性背板，所述刚性背板一侧在上下方向分别垂直连有侧板，两个所述侧板之间垂直连接有前微穿孔板和后微穿孔板，所述后微穿孔板位于所述刚性背板和前微穿孔板之间，所述后微穿孔板和刚性背板之间形成空腔，所述前微穿孔板和后微穿孔板之间形成极窄微缝，所述前微穿孔板和后微穿孔板上均开设有超微孔。所述前微穿孔板和后微穿孔板的材质包括硅板、不锈钢板、钢板、铁板、铜板、铝板、玻璃板、塑料板、聚氨酯板、PVC板或者PE板。所述超微孔的直径小于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为正三角形排列或正方形排列。所述极窄微缝的宽度小于0.2mm。所述前微穿孔板上的所述超微孔与所述后微穿孔板上的所述超微孔错开排列。本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，能够有效提高超微孔微穿孔板长径比，不仅增强了超微孔微穿孔板的非线性效应抑制效果，还大大降低了制造成本、重量和厚度，为超微孔微穿孔板在高声强下的推广使用提供便利。附图说明图1为本专利技术的一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构的截面结构示意图；图2为传统单层微穿孔板吸声结构的结构示意及参数图。图中附图标记如下：1-刚性背板、2-侧板、3-前微穿孔板、4-后微穿孔板。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，包括刚性背板1，刚性背板1一侧在上下方向分别垂直连有侧板2，两个侧板2之间垂直连接有前微穿孔板3和后微穿孔板4，前微穿孔板3和后微穿孔板4的材质包括硅板、不锈钢板、钢板、铁板、铜板、铝板、玻璃板、塑料板、聚氨酯板、PVC板或者PE板。后微穿孔板4位于刚性背板1和前微穿孔板3之间，后微穿孔板4和刚性背板1之间形成空腔，前微穿孔板3和后微穿孔板4之间形成极窄微缝，前微穿孔板3和后微穿孔板4上开设有超微孔，可由激光打孔实现。如图2所示，前微穿孔板3的具体结构参数为板厚t＝0.4mm，孔间距b＝3mm，前微穿孔板3上超微孔的直径d小于0.1mm，优选为d＝0.08mm，后微穿孔板4采用与前微穿孔板3相同或不同的结构参数均可以，在本实施例中后微穿孔板4采用与前微穿孔板3相同的结构参数。另外，后微穿孔板4和刚性背板1之间形成空腔的空腔深度，即后微穿孔板4到背板1的距离D＝30mm。前微穿孔板3和后微穿孔板4之间需严格控制间距，两层微穿孔板之间的极窄微缝的宽度小于0.2mm，优选为0.15mm。极窄微缝与超微孔作用相同，其会对流经气流形成粘滞阻力以形成阻尼吸收，起到将上下两层微穿孔板通过流体阻力连接起来的作用，而非传统双层微穿孔板的共振耦合作用，以此提高整个复合结构的长径比(这里，复合结构的长径比为结构的气流阻尼路径长度与孔径之比)，进而提高非线性抑制效果。当超微孔的孔径d一定，为尽量提高气流的阻尼路径，前微穿孔板3上的超微孔与后微穿孔板4上的超微孔错开排列，以增加气流阻尼路径，从而提高复合微穿孔板结构的长径比。超微孔在前微穿孔板3和后微穿孔板4上排列的方式为正三角形排列或正方形排列，优选为正方形排列。本专利技术提供的一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，相比于单层微穿孔板的长径比t/d，复合结构的长径比至少提高其两倍多，即复合结构的长径比大于2t/d，因此，本专利技术可以以更低的制作成本、更小的结构重量和厚度，实现更大的微穿孔板长径比，从而获得更优的非线性抑制效果。以上仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，其特征在于：包括刚性背板(1)，所述刚性背板(1)一侧在上下方向分别垂直连有侧板(2)，两个所述侧板(2)之间垂直连接有前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)，所述后微穿孔板(4)位于所述刚性背板(1)和前微穿孔板(3)之间，所述后微穿孔板(4)和刚性背板(1)之间形成空腔，所述前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)之间形成极窄微缝，所述前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)上均开设有超微孔。

【技术特征摘要】
1.一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，其特征在于：包括刚性背板(1)，所述刚性背板(1)一侧在上下方向分别垂直连有侧板(2)，两个所述侧板(2)之间垂直连接有前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)，所述后微穿孔板(4)位于所述刚性背板(1)和前微穿孔板(3)之间，所述后微穿孔板(4)和刚性背板(1)之间形成空腔，所述前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)之间形成极窄微缝，所述前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)上均开设有超微孔。2.根据权利要求1所述的一种抑制高声强下非线性效应的复合微穿孔板吸声结构，其特征在于：所述前微穿孔板(3)和后微穿孔板(4)的材质包括硅板、不锈钢板、钢板、铁板、铜板、铝板、玻璃板...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱玉洁，张杰，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32