本发明专利技术公开了一种可变形变频的吸声装置，包括顶盖和空腔本体；空腔本体包括底层空腔结构和支撑部，支撑部设置在底层空腔结构顶部，底层空腔结构与外界通过通孔连通，顶盖包括顶板和顶盖侧壁，顶板与支撑部连接，顶盖、顶盖侧壁与底层空腔结构的顶面构成上层空腔，上层空腔与外界通过通孔连通；顶盖侧壁的内表面与底层空腔结构的侧壁外表面相接触；底层空腔结构上与支撑部连接的顶面为凸起弧面，顶盖受到朝向底层空腔结构方向的外力时，顶盖侧壁能够在底层空腔结构的侧壁上滑动，凸起弧面变形下凹，实现改变吸声频率，吸声装置材料具有形状记忆效果。本发明专利技术的吸声装置变形和可控回复使得空腔尺寸可控变化，能够有效实现可重复性的变频降噪。变频降噪。变频降噪。
A deformable frequency conversion sound absorption device
【技术实现步骤摘要】
一种可变形变频的吸声装置
[0001]本专利技术属于吸声
，更具体地，涉及一种可变形变频的吸声装置。
技术介绍
[0002]随着现代社会的发展，多频段的噪声也随之而来，严重影响人类正常生活。以往科研工作者通过在空间外围设计多孔泡沫结构实现吸声降噪的效果，这种方法可以实现指定频段的声波降噪，难以在复杂多变的声波场景中实现变频降噪，且多孔泡沫还存在使用寿命低的缺点。
[0003]为了解决以上缺陷，出现了金属板格吸声晶格结构，然而，这种方法仅是提高了使用寿命，难以实现变频降噪的效果，通过采用形状记忆合金制备的空间结构压缩、回复导致的孔隙率的变化可以实现变频降噪的效果，但是，频段变化范围较小，难以实验有效地变频吸声。针对以上缺点，有必要提出一种变形变频吸声结构，实现多频段吸声效果。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种可变形变频的吸声装置，其目的在于利用空腔可吸声降噪，形状记忆材料结构组件受压变形以及可控回复形变可以使得空腔尺寸可控变化的原理设计可变形变频吸声结构，由此解决目前难以有效实现变频降噪的技术问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种可变形变频的吸声装置，包括顶盖和空腔本体；其中，所述空腔本体包括底层空腔结构和支撑部，所述支撑部设置在底层空腔结构顶部，所述底层空腔结构与外界通过通孔连通，所述顶盖包括顶板和顶盖侧壁，顶板与支撑部连接，顶盖、顶盖侧壁与底层空腔结构的顶面构成上层空腔，所述上层空腔与外界通过通孔连通；顶盖侧壁的内表面与底层空腔结构的侧壁外表面相接触；所述底层空腔结构上与支撑部连接的顶面为凸起弧面，所述顶盖受到朝向底层空腔结构方向的外力时，顶盖侧壁能够在底层空腔结构的侧壁上滑动，同时凸起弧面变形下凹，以实现改变吸声频率，所述吸声装置的材料具有形状记忆效果。
[0006]优选地，所述支撑部上设置贯通的第一通孔，将所述底层空腔结构与外界连通，所述支撑部设置在所述底层空腔结构顶部的中央位置处，在顶板中央位置处设置尺寸与所述支撑部相配合的贯通孔，顶板边缘位置处设置第二通孔，将上层空腔与外界连通。
[0007]优选地，所述底层空腔结构的侧壁上设置凸台，以限制所述顶盖侧壁在底层空腔结构的侧壁上的滑动距离。
[0008]优选地，所述底层空腔结构的底板为多边形、圆形或椭圆形。
[0009]优选地，所述凸起弧面的壁厚小于所述底层空腔结构的侧壁和底板的壁厚。
[0010]优选地，所述支撑部、凸起弧面与底层空腔结构之间满足下列关系：
[0011]h2≥h1；h3≥2(h1+h2)
[0012]其中，h1为支撑部的高度，h2为凸起弧面的高度，h3为底层空腔结构的高度。
[0013]优选地，当构成所述底层空腔结构的底板为正四边形时，所述底板的边长与吸声装置的吸波波长之间满足下列关系：
[0014][0015]其中，a为所述底板的边长，p为吸声装置的吸波波长。
[0016]优选地，当构成所述底层空腔结构的底板为正四边形时，所述底板的边长与第一通孔的直径之间满足下列关系：
[0017][0018]其中，b为第一通孔的直径，a为所述底板的边长。
[0019]优选地，所述吸声装置通过4D打印得到，优选地，所述4D打印具体为光固化成形或熔融沉积成形。
[0020]优选地，所述吸声装置的材料为具有形状记忆效果的光敏树脂或高分子材料。
[0021]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，至少能够取得下列有益效果。
[0022](1)本专利技术利用空腔可吸声降噪，且材料受压变形使得结构空腔尺寸变化的原理实现变频吸声，空腔形状改变从而改变装置的声波的反射效果，进而改变装置的吸声效果。在顶盖未受到朝向底层空腔结构方向的外力时，底层空腔结构为顶部凸起的形状，而在顶盖受到朝向底层空腔结构方向的外力时，受压变形后底层空腔结构为内凹陷形，由于吸声装置的材料具备形状记忆效果，可在外界温度场变化后实现形状回复，从而实现可变形变频吸声的效果。在受力变形后，整体的空腔尺寸变小，与变形前相比，能够吸收更大的声波频率。
[0023](2)本专利技术提供的可变形变频吸声装置能够实现对频率在100
‑
600Hz的声波的可调吸收。
[0024](3)本专利技术提供的可变形变频吸声装置中凸起弧面无尖锐拐点，减少压缩变形过程中产生应力集中现象，提高可变形变频吸声结构的整体牢固性。
[0025](4)本专利技术的可变形变频吸声装置通过4D打印成形，具体通过光固化和熔融沉积技术一体化成形，可成形表面质量优良，精度更高的零件，在承载外力时可减小应力集中；相比金属材料，采用高分子或光敏树脂成形可变形变频吸声结构保证结构吸声的同时实现轻量化，不仅如此，高分子或光敏树脂的形状记忆性及超弹性也远高于金属。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例可变形变频吸声装置的爆炸图；
[0027]图2为本专利技术实施例可变形变频吸声装置未压缩变形条件下的三轴视图；
[0028]图3为本专利技术实施例可变形变频吸声装置压缩条件下的三轴视图；
[0029]图4为本专利技术实施例可变形变频吸声装置未压缩条件下的剖面三轴视图
[0030]图5为本专利技术实施例可变形变频吸声装置压缩变形条件及未压缩变形条件下的吸声效果图。
[0031]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0032]1‑
空腔本体；2
‑
底层空腔结构；3
‑
支撑部；4
‑
顶盖；6
‑
第一通孔；7
‑
上层空腔
[0033]201
‑
底层空腔结构的侧壁；202
‑
凸台；401
‑
顶板；402
‑
顶盖侧壁；403
‑
贯通孔。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0035]本专利技术实施例提供了一种可变形变频的吸声装置，参见图1
‑
4，包括顶盖4和空腔本体1；其中，所述空腔本体1包括底层空腔结构2和支撑部3，所述支撑部3设置在底层空腔结构2顶部，所述底层空腔结构2与外界通过通孔连通，所述顶盖4包括顶板401和顶盖侧壁402，顶板401与支撑部3连接，顶盖4、顶盖侧壁402与底层空腔结构2的顶面构成上层空腔7，所述上层空腔7与外界通过通孔连通；顶盖侧壁402的内表面与底层空腔结构的侧壁201外表面相接触；避免额外孔隙产生；
[0036]所述底层空腔结构2上与支撑部3连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可变形变频的吸声装置，其特征在于，包括顶盖(4)和空腔本体(1)；其中，所述空腔本体(1)包括底层空腔结构(2)和支撑部(3)，所述支撑部(3)设置在底层空腔结构(2)顶部，所述底层空腔结构(2)与外界通过通孔连通，所述顶盖(4)包括顶板(401)和顶盖侧壁(402)，顶板(401)与支撑部(3)连接，顶盖(4)、顶盖侧壁(402)与底层空腔结构(2)的顶面构成上层空腔(7)，所述上层空腔(7)与外界通过通孔连通；顶盖侧壁(402)的内表面与底层空腔结构的侧壁(201)外表面相接触；所述底层空腔结构(2)上与支撑部(3)连接的顶面为凸起弧面，所述顶盖(4)受到朝向底层空腔结构(2)方向的外力时，顶盖侧壁(402)能够在底层空腔结构的侧壁(201)上滑动，同时凸起弧面变形下凹，以实现改变吸声频率，所述吸声装置的材料具有形状记忆效果。2.如权利要求1所述的吸声装置，其特征在于，所述支撑部(3)上设置贯通的第一通孔(6)，将所述底层空腔结构(2)与外界连通，所述支撑部(3)设置在所述底层空腔结构(2)顶部的中央位置处，在顶板(401)中央位置处设置尺寸与所述支撑部(3)相配合的贯通孔(403)，顶板(401)边缘位置处设置第二通孔(5)，将上层空腔(7)与外界连通。3.如权利要求1所述的吸声装置，其特征在于，所述底层空腔结构的侧壁(201)上设置凸台(202)，以限制所述顶盖侧壁(402)在底层空腔结构的侧壁(201...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，张志，范军翔，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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