一种基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构制造技术

本发明专利技术涉及一种基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构，涉及噪声控制技术领域，步骤如下：(1)构建薄膜型超材料声振耦合模型；(2)建立薄膜型超材料磁控力关系；(3)设计薄膜型超材料结构；(4)标定圆环质量块磁力；(5)制备薄膜型超材料，实现基于磁控机理的模式可切换。本发明专利技术的基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构具有可设计性强的特征，最终实现了非接触、非连续调控。非连续调控。非连续调控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构


[0001]本专利技术涉及一种声学性能可调控的声学超材料，特别涉及一种基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构，属于噪声控制


技术介绍

[0002]由于自然界材料在低频段固有耗散较弱，低频声波的控制一直存在巨大挑战。传统多孔吸声材料和阻抗匹配设计，虽然可在中高频波段获得较好的吸声效果，但在实现小尺寸控制大波长方面，仍存在不适应性。
[0003]随着对复合材料和结构声学性能研究的深入，人们发现，其具有不同于自然界声学材料的性质，并将这类结构统称为声学人工结构。其中，“声学超材料”是指将材料按照特定的组合方式进行设计，获得一些自然界材料无法具备的声学性质的结构，其重要特征是工作波长远大于其胞元的几何尺寸，可以用等效参数表征。自然界中材料的弹性常数和密度都为正值，声学超材料丰富了材料参数的可选范围，如负的等效材料参数和零系数等效材料参数等。因此，可通过声学超材料结构设计，提高声波的控制能力，具有良好的应用前景。
[0004]利用局域共振机理，薄膜型超材料，可在低频段实现负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构，包括：弹性薄膜、顺磁性金属圆环片和圆环质量块；弹性薄膜固定于顺磁性金属圆环片，圆环质量块由铁磁性材料与顺磁性材料复合而成，与弹性薄膜粘结连接，形成轴对称结构。2.根据权利要求1所述基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构，其特征在于，所述圆环质量块具有均匀的面密度。3.根据权利要求2所述基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构，其特征在于，所述铁磁性材料占圆环质量块的面积比例为1/8
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1/4。4.根据权利要求3所述基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构，其特征在于，所述铁磁性材料占圆环质量块的面积比例为1/6。5.根据权利要求1所述基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构，其特征在于，还包括法兰装置，所述轴对称结构与法兰装置螺接。6.一种基于磁控机理的模式可切换薄膜型声学超材料结构的制备方法，步骤如下：(1)构建薄膜型超材料声振耦合模型构建薄膜型超材料声振耦合模型，形成弹性薄膜中心粘结圆环质量块的复合结构，其中，圆环质量块由铁磁性材料与顺磁性材料组成，具有均匀的面密度；(2)建立薄膜型超材料磁控力关系根据步骤(1)中薄膜型超材料声振耦合模型，求解不同磁力对薄膜结构的内力影响，计算不同磁力作用下薄膜型超材料的模态频率与振型；(3)设计薄膜型超材料结构根据步骤(1)中薄膜型超材料声振耦合模型，建立薄膜张力、几何参数以及圆环质量块的设计参数与结构振动特性的关系，并计算薄膜型超材料在关心频段的模态频率与振型，按照目标工作频段要求，设计薄膜型超材料结构，依据步骤(2)中建立的薄膜型超材料磁控力关系，确定调控所需施加的磁力；(4)标定圆环质量块磁力确定磁力作用方式，采用永磁体或电磁铁，用于对圆环质量块施加磁力；(5)制备薄膜型超材料，实现基于磁控机理的模式可切换依据步骤(3)中确定的设计参数，将张力均匀的薄膜，固定于顺磁性金属圆环片，并将由铁磁性材料与顺磁性材料复合而成的圆环质量块粘结至薄膜中心，形成轴对称结构。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴，刘兰华，伍向阳，张毅超，潘镜冲，谭辉，潘永琛，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：