柔性声学蜂窝制造技术

声音结构，其中声学隔膜位于蜂窝的单元中，用于减少从源头产生的噪声。用于形成声学结构的蜂窝具有壁，这些壁包含使蜂窝柔性的凸轮廓和凹轮廓。声学隔膜如下形成：将平面声学插入件插入蜂窝单元中以形成隔膜帽，隔膜帽被摩擦锁定在单元内、然后永久结合在适当位置。平面声学隔膜构造为匹配单元轮廓的独特形状，以便当插入单元中时提供所期望的摩擦锁定，以及在永久结合在适当位置之后提供所期望的声学性质。

Flexible acoustic honeycomb

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性声学蜂窝
本专利技术总体上涉及用于使从特定源头发出的噪声衰减的声学结构。更特别地，本专利技术旨在提供柔性声学蜂窝，该柔性声学蜂窝可经轮廓设计以形成具有贴合的曲率半径和/或复合曲率(tightradiiofcurvaturesand/orcompoundcurvatures)的声学结构。
技术介绍
众所周知，处理由特定源头产生的过量噪声的最佳方式是处理该源头处的噪声。这通常是通过向噪声源头处的结构添加声阻尼结构(声学处理物)来实现的。一种特别棘手的噪声源头为大多数客机上所用的喷气式发动机。通常在发动机的进气、机舱和排气结构中加入声学处理物。这些声学处理物包括声学共振器，该声学共振器包括相对薄的声学材料或具有数百万个孔的栅格，这些孔对由发动机产生的声能产生声阻抗。蜂窝已经是用于飞机和航空航天器的流行材料，因为它相对牢固且轻质。对于诸如发动机舱的声学应用，将声学材料添加到蜂窝结构中，使得蜂窝单元在远离发动机的端部处被实心不透声片材或薄皮状物声学封闭，并且在位于最靠近发动机的端部处覆盖有多孔或穿孔透声覆盖物。以这种方式用声学材料封闭蜂窝单元产生对噪声进行衰减、阻尼和/或抑制的声学共振器。声学隔膜通常也并入到蜂窝单元的内部，以便为共振器提供额外的噪声衰减特性。将声学隔膜结合到蜂窝单元中的一种方式是首先由声学材料例如声学网状物或穿孔声学膜形成平面声学插入件。平面声学插入件被制成比单元开口更大。因此，当用柱塞将插入件推入单元时，它们折叠成帽形式的声学隔膜。帽形状提供接触单元壁的锚固部分和使单元中的声波衰减的中央隔膜部分。一旦插入单元中，声学隔膜帽的锚固部分与蜂窝壁之间的摩擦使声学隔膜帽暂时锁定在适当位置。然后施用粘合剂以将插入的声学隔膜帽的锚固部分永久地结合到单元壁。声学隔膜帽的永久结合通常通过将整个蜂窝浸渍到液体粘合剂池来完成。选择将蜂窝浸渍到粘合剂中的深度，使得插入的声学隔膜帽的锚固部分浸没在液体粘合剂中。这种粘合剂浸渍方法是特别有效的，因为它使得位于典型声学蜂窝内的数百个声学隔膜能够同时结合。在美国专利号7,434,659、7,510,052、7,854,298和9,016,430中描述了将隔膜帽插入蜂窝中以形成声学蜂窝。如这些已经授权的专利中所述，隔膜帽的摩擦锁定是隔膜插入工序的重要方面。例如，如果摩擦锁定不充足，则隔膜在处理期间可能移位或以其它方式移动。隔膜的任何移位使得在结合期间难以将粘合剂均匀地施用到隔膜上。隔膜的移位也导致不受控地改变声学特性。在最坏的情况下，如果摩擦锁定不充足，则隔膜可从蜂窝单元中完全掉出。声学处理物中使用的大多数蜂窝具有六边形单元。这种六边形蜂窝往往是刚性的，并且可能难以在不压屈单元壁的情况下形成弯曲结构。在大多数情况下，弯曲的声学结构是通过将六边形声学蜂窝的多个部段缝合在一起而制成的。柔性蜂窝是可用的，可以将其成形为具有贴合的曲率半径和复曲线(compoundcurves)的结构。蜂窝是可从HexcelCorporation(加利福尼亚州都柏林)购得的一种类型的柔性蜂窝。蜂窝具有独特的单元构造，其中单元壁具有凸曲率和凹曲率。凸单元壁曲率和凹单元壁曲率的独特组合以及蜂窝的其他单元设计特征为蜂窝赋予了挠性和可成型性，从而能够以减小的鞍形曲率以及在不压屈单元壁的情况下形成具有贴合的半径和/或复合曲率的结构。蜂窝的固有挠性使其成为用于制造所需贴合的曲率半径和/或复合曲率的声学结构的期望蜂窝。然而，蜂窝的独特单元构造在将隔膜帽式声学隔膜插入单元中的方面提出了复杂挑战。
技术实现思路
根据本专利技术，发现特定的平面声学隔膜插入件构造非常适合插入到蜂窝单元和具有类似轮廓化单元的蜂窝中。平面声学隔膜插入件构造为考虑到单元轮廓的独特形状，以便当插入柔性蜂窝单元中时提供所期望的摩擦锁定量，同时即使当柔性蜂窝形成为弯曲的声学结构时在永久结合在适当位置之后仍能够提供所期望的声学性质。用于制造根据本专利技术的声学结构的柔性蜂窝包括第二边缘和位于最靠近声源处的第一边缘。柔性蜂窝包括具有左侧面和右侧面的单元。该单元由在第一边缘和第二边缘之间延伸的下壁以及也在第一边缘和第二边缘之间延伸的上壁限定。下部壁具有左下端部、右下端部和位于其间的凸部。上壁具有左上端部、右上端部和位于其间的凹部。左下端部和左上端部连接以沿着单元的左侧面形成左接合部。右下端部和右上端部连接以沿着单元的右侧面形成右接合部。作为本专利技术的一个特征，声学隔膜位于单元内。声学隔膜包括垂直于单元的上壁和下壁延伸的平面声学部分。平面声学部分具有位于最靠近柔性蜂窝的第一边缘处的顶侧面、位于最靠近第二边缘处的底侧面、右边界、左边界、下边界和上边界。声学隔膜还包括：在右边界处从声学部分突出的右突片部分；在左边界处从声学部分突出的左突片部分；在下边界处从声学部分突出的下突片部分；以及在上边界处从声学部分突出的上突片部分。作为本专利技术的另一特征，右突片、左突片、下突片和上突片粘性地结合到单元壁，使得右突片结合到右下部和右上部，左突片结合到左下部和左上部，下突片结合到凸部，上突片结合到凹部。这种特定的结合配置提供了非常适合于使单元内的噪声衰减的平面声学部分。本专利技术涉及平面声学隔膜插入件，其插入到柔性蜂窝单元中以形成隔膜帽，隔膜帽被摩擦锁定在单元内。本专利技术还涉及隔膜帽摩擦锁定在其中的柔性蜂窝，以及声学蜂窝，在所述声学蜂窝中隔膜帽在形成为弯曲结构之前或之后已经永久结合到单元壁。本专利技术涉及包含声学蜂窝的声学结构，包括发动机舱、声学面板和关于喷气发动机的声阻尼而使用的其他声学处理物。另外，本专利技术涵盖了用于制造平面声学隔膜插入件的方法，以及用于制造柔性声学蜂窝的方法以及柔性声学蜂窝位于其中的声学结构。通过结合附图参照以下详述，可更好理解本专利技术的上述和很多其它特征以及随之而来的优势。附图说明图1是根据本专利技术的示例性柔性声学蜂窝的透视图。图2示出了示例性平面声学隔膜插入件。图3示出了优选的示例性平面声学隔膜插入件。图4是来自图1中示出的柔性蜂窝的单个单元的横截面视图。图5是示例性柱塞的局部透视图，该柱塞用于将平面声学隔膜插入件插入柔性蜂窝的单元中。图6是简化视图，示出了将粘合剂施用到隔膜帽上以将隔膜帽永久结合到蜂窝单元中。图7是根据本专利技术的示例性柔性声学结构的简化图，该柔性声学结构在适当位置用于使来自噪声源头的声音衰减。具体实施方式在根据本专利技术的声学结构中使用的示例性柔性声学蜂窝在图1中总体上示出为10。柔性声学蜂窝10具有长度方向(L)、宽度方向(W)和厚度方向(T)。柔性声学蜂窝10包括具有第一边缘14和第二边缘16的柔性蜂窝12，该第一边缘14位于最靠近噪声源头处。柔性声学蜂窝10具有单元18，这些单元18各自具有左侧面20和右侧面22。每个单元具有在第一边缘14和第二边缘16之间延伸的下壁24以及也在第一边缘14和第二边缘16之间延伸的上壁26。每个单元18的深度等于蜂窝厚度(T)，该蜂窝厚度是两个边缘14和16之间的距离。每个单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声学结构，其中，声学隔膜位于蜂窝的单元中，用于减少从源头产生的噪声，所述声学结构包括：/nA)蜂窝，其包括第二边缘和位于最靠近所述源头处的第一边缘，所述蜂窝包括具有左侧面和右侧面的单元，所述单元由在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的下壁以及也在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的上壁限定，所述下壁包括左下端部、右下端部和位于所述左下端部与右下端部之间的凸部，所述上壁包括左上端部、右上端部和位于所述左上端部与右上端部之间的凹部，其中，所述左下端部和所述左上端部连接以沿着所述单元的左侧面形成左接合部，所述右下端部和所述右上端部连接以沿着所述单元的右侧面形成右接合部；/nB)声学隔膜，其包括：/na)垂直于所述上壁和下壁延伸的平面声学部分，所述平面声学部分具有位于最靠近所述第一边缘处的顶侧面、位于最靠近所述第二边缘处的底侧面、右边界、左边界、下边界和上边界；/nb)在所述右边界处从所述声学部分突出的右突片部分；/nc)在所述左边界处从所述声学部分突出的左突片部分；/nd)在所述下边界处从所述声学部分突出的下突片部分；/ne)在所述上边界处从所述声学部分突出的上突片部分；以及/nC)将所述右突片、左突片、下突片和上突片结合到所述蜂窝的粘合剂，其中所述右突片结合到所述右下部和所述右上部，所述左突片结合到所述左下部和所述左上部，所述下突片结合到所述凸部，所述上突片结合到所述凹部。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170719 US 15/653,6861.一种声学结构，其中，声学隔膜位于蜂窝的单元中，用于减少从源头产生的噪声，所述声学结构包括：
A)蜂窝，其包括第二边缘和位于最靠近所述源头处的第一边缘，所述蜂窝包括具有左侧面和右侧面的单元，所述单元由在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的下壁以及也在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的上壁限定，所述下壁包括左下端部、右下端部和位于所述左下端部与右下端部之间的凸部，所述上壁包括左上端部、右上端部和位于所述左上端部与右上端部之间的凹部，其中，所述左下端部和所述左上端部连接以沿着所述单元的左侧面形成左接合部，所述右下端部和所述右上端部连接以沿着所述单元的右侧面形成右接合部；
B)声学隔膜，其包括：
a)垂直于所述上壁和下壁延伸的平面声学部分，所述平面声学部分具有位于最靠近所述第一边缘处的顶侧面、位于最靠近所述第二边缘处的底侧面、右边界、左边界、下边界和上边界；
b)在所述右边界处从所述声学部分突出的右突片部分；
c)在所述左边界处从所述声学部分突出的左突片部分；
d)在所述下边界处从所述声学部分突出的下突片部分；
e)在所述上边界处从所述声学部分突出的上突片部分；以及
C)将所述右突片、左突片、下突片和上突片结合到所述蜂窝的粘合剂，其中所述右突片结合到所述右下部和所述右上部，所述左突片结合到所述左下部和所述左上部，所述下突片结合到所述凸部，所述上突片结合到所述凹部。


2.根据权利要求1所述的声学结构，其中，所述上突片部分包括左上叶瓣和右上叶瓣，所述下突片部分包括左下叶瓣和右下叶瓣。


3.根据权利要求1所述的声学结构，其中，V形切口将所述上突片部分与所述右突片部分和所述左突片部分分开。


4.根据权利要求2所述的声学结构，其中，所述左下叶瓣通过V形切口与所述右下叶瓣分开。


5.根据权利要求2所述的声学结构，其中，所述左上叶瓣和所述右上叶瓣各自具有弯曲的周长。


6.根据权利要求2所述的声学结构，其中，所述左下叶瓣和所述右下叶瓣各自具有外端，所述外端由顶点位于中心的有角周长形成。


7.根据权利要求1所述的声学结构，其中，所述右突片部分和所述左突片部分各自具有外端，所述外端由顶点位于中心的有角周长形成。


8.根据权利要求1所述的声学结构，其中，所述声学隔膜是包含主导单丝纤维的声学网状物，所述主导单丝纤维在从所述下突片部分到所述上突片部分的方向上彼此平行地延伸。


9.根据权利要求1所述的声学结构，其中，所述声学隔膜是包含主导单丝纤维的声学网状物，所述主导单丝纤维在从所述左突片部分到所述右突片部分的方向上彼此平行地延伸。


10.根据权利要求1所述的声学结构，其包括附接到所述蜂窝的第一边缘的透声片材和附接到所述蜂窝的第二边缘的实心不透声片材。


11.一种制造声学结构的方法，其中，声学隔膜位于蜂窝的单元中，用于减少从源头产生的噪声，所述方法包括以下步骤：
A)提供柔性蜂窝，其包括第二边缘和位于最靠近所述源头处的第一边缘，所述柔性蜂窝包括具有左侧面和右侧面的单元，所述单元由在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的下壁以及也在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的上壁限定，所述下壁包括左下端部、右下端部和位于所述左下端部与右下端部之间的凸部，所述上壁包括左上端部、右上端部和位于所述左上端部与右上端部之间的凹部，其中，所述左下端部和所述左上端部连接以沿着所述单元的左侧面形成左接合部，所述右下端部和所述右上端部连接以沿着所述单元的右侧面形成右接合部；
B)提供平面声学隔膜插入件，其包括：
a)具有右边界、左边界、下边界和上边界的平面声学部分；
b)在所述右边界处从所述声学部分突出的右突片部分；
c)在所述左边界处从所述声学部分突出的左突片部分；
d)在所述下边界处从所述声学部分突出的下突片部分；
e)在所述上边界处从所述声学部分突出的上突片部分；
C)将所述平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·D·鲍恩，J·米勒，
申请(专利权)人：赫克赛尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US