一种附加式声学黑洞组合结构制造技术

本发明专利技术公开了一种附加式声学黑洞组合结构，涉及减振降噪技术领域，包括减振组件和保护壳；保护壳具有保护腔，且保护壳用于与被控结构固定连接；减振组件设置于保护腔内，且减振组件包括连接柱和固定裹设于连接柱外周面上的减振盘，连接柱用于与保护壳或被控结构固定连接，减振盘的纵截面的厚度自贴合于连接柱的一侧沿远离连接柱的方向呈指数形式递减。本发明专利技术提供的附加式声学黑洞组合结构，能够减少外界条件对自身的干扰，能够更好的对被控结构进行减振降噪。进行减振降噪。进行减振降噪。

【技术实现步骤摘要】
一种附加式声学黑洞组合结构


[0001]本专利技术涉及减振降噪
，尤其是涉及一种附加式声学黑洞组合结构。

技术介绍

[0002]振动是结构中由于边界的多次反射产生的驻波，噪声是结构振动向空气中辐射的波动能量，因此，对结构中的波动行为进行操控是实现结构减振降噪的一种有效手段。如今较为常见的波的操控主要分为主动和被动这两种方法。主动方法一般都需要外部供能，并且设计系统十分繁琐，所以目前没有大规模推广。另外对于被动方法而言，最基本的形式是附加阻尼材料，有些粘弹性材料能有效地吸收振动能量。但是对于一些重大装备，为了减振需要在表面粘贴大量的阻尼材料，这样虽然能够达到减振降噪的效果但是不利于的结构的轻量化，不仅增加了经济成本，而且加入了过多附加质量。
[0003]声学黑洞(AcousticBlackHole，ABH)效应概念的提出为实现人为操控弹性介质及结构中的弯曲波传播的研究掀起了崭新篇章。作为一种新型的被动控制方法，声学黑洞通过对结构自身形状的设计和优化来对波的传播进行控制，具有实现简单灵活、质量小的优点，在薄壁结构中具有强大的潜能和广阔的应用前景。目前改变结构阻抗实现声学黑洞效应的主要方式是改变结构的厚度。利用弯曲波在变厚度结构中的传播特性，当结构厚度按一定指数函数的形式减小时，弯曲波的相速度和群速度也相应的减小。理想情况下，当厚度减小为零时，结构边缘的波速可减小到零，达到波的零反射，将所有的波动能量集中在结构的尖端位置，通过结构的阻尼和附加在结构上的阻尼材料，达到能量吸收或减振降噪的目的；如专利CN108133700B提供的一种声学黑洞减振降噪装置，该减振降噪装置包括上下表面的距离由中轴线向外边缘逐渐减小的圆盘形结构，圆盘形结构具有黑洞区域，黑洞区域的上下表面之间的距离从中轴线向外边缘方向呈幂指数形式变化，通过将圆盘形结构附加在被降噪结构上，利用ABH效应和动力吸振的特性，对被控结构进行宽带减振降噪；但是该减振降噪装置在使用过程中，由于圆盘形结构的厚度自中心向外越来越小，声学黑洞结构容易受到外界条件的干扰，影响减振降噪效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种附加式声学黑洞组合结构，以解决上述现有技术存在的问题，减少外界条件对自身的干扰，能够更好的对被控结构进行减振降噪。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种附加式声学黑洞组合结构，包括减振组件和保护壳；所述保护壳具有保护腔，且所述保护壳用于与被控结构固定连接；所述减振组件设置于所述保护腔内，且所述减振组件包括连接柱和固定裹设于所述连接柱外周面上的减振盘，所述连接柱用于与所述保护壳或所述被控结构固定连接，所述减振盘的纵截面的厚度自贴合于所述连接柱的一侧沿远离所述连接柱的方向呈指数形式递减。
[0007]优选地，所述保护壳包括能够拆卸连接的上壳和下盖，所述上壳用于朝向所述被
控结构的一端敞口，所述下盖能够拆卸地设置于所述上壳的敞口侧以与所述上壳围成所述保护腔，且所述下盖用于固定贴合于所述被控结构上；所述连接柱与所述下盖固定连接。
[0008]优选地，所述连接柱与所述下盖能够拆卸连接。
[0009]优选地，所述上壳的内壁面上设置有阻尼层。
[0010]优选地，所述减振盘的环向边缘固定设置有延伸环，所述延伸环的厚度与所述减振盘的环向边缘厚度相同。
[0011]优选地，所述减振组件还包括环形阻尼垫片，所述环形阻尼垫片固定设置于所述延伸环用于朝向所述被控结构的侧面，且所述环形阻尼垫片的环向外边缘与所述延伸环的环向外边缘平齐。
[0012]优选地，经过所述减振盘用于背离所述被控结构的端面的重心且垂直于该端面的中垂线与所述连接柱的中心线平行且不共线。
[0013]优选地，所述减振盘和所述延伸环的横截面均为矩形环，所述连接柱为矩形柱，所述保护壳的横截面为矩形。
[0014]优选地，所述指数的表达式为h(w
i
)＝aw
im
,i＝1,2,3,4，其中，h(w
i
)表示所述减振盘的厚度，w
i
,i＝1,2,3,4分别表示所述连接柱背离所述被控结构的端面上的四个边沿上任一点到所述减振盘背离所述被控结构的端面上的对应平行边沿的距离，a表示系数，m大于或等于2。
[0015]优选地，所述减振组件和所述保护壳设置为铝材。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术提供的附加式声学黑洞组合结构，减振组件和保护壳附加在被控结构上，被控结构发出的一定频率的波通过减振组件的连接柱传递至减振盘，由于减振盘的厚度呈指数形式递减，减振盘与被控结构之间形成有声学黑洞区域，波的传播速度随着厚度的减小而减小，波长减小，波的振动幅度增加，向厚度变小的区域聚集，利用ABH效应和动力吸振的特性，对被控结构进行宽带减振降噪；此外，由于减振组件设置于保护壳的保护腔内，保护壳能够对减振盘起到保护作用，避免外界对减振组件产生干扰破坏，影响减振组件的减振降噪效果，且保护壳能够对减振盘减振降噪过程中自身产生的噪声和振动进行屏蔽，从而进一步提升对被控结构的减振降噪效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为实施例一提供的附加式声学黑洞组合结构的结构示意图；
[0020]图2为实施例一提供的附加式声学黑洞组合结构的俯视示意图；
[0021]图3为弹性波在实施例一提供的减振盘结构的传播示意图；
[0022]图4为实施例提供的一种附加式声学黑洞组合结构的立体图；
[0023]图5为实施例一提供的附加式声学黑洞组合结构与均匀板的阻尼特性对比图；
[0024]图6为实施例一提供的附加式声学黑洞组合结构与均匀板的振动特性对比图。
[0025]图标：100
‑
附加式声学黑洞组合结构；110
‑
减振组件；111
‑
连接柱；112
‑
减振盘；113
‑
延伸环；114
‑
环形阻尼垫片；120
‑
保护壳；121
‑
保护腔；122
‑
上壳；1221
‑
翻折区；123
‑
下盖；1231
‑
卡接柱；1232
‑
连接凸台；200
‑
被控结构。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种附加式声学黑洞组合结构，其特征在于：包括减振组件(110)和保护壳(120)；所述保护壳(120)具有保护腔(121)，且所述保护壳(120)用于与被控结构(200)固定连接；所述减振组件(110)设置于所述保护腔(121)内，且所述减振组件(110)包括连接柱(111)和固定裹设于所述连接柱(111)外周面上的减振盘(112)，所述连接柱(111)用于与所述保护壳(120)或所述被控结构(200)固定连接，所述减振盘(112)的纵截面的厚度自贴合于所述连接柱(111)的一侧沿远离所述连接柱(111)的方向呈指数形式递减。2.根据权利要求1所述的附加式声学黑洞组合结构，其特征在于：所述保护壳(120)包括能够拆卸连接的上壳(122)和下盖(123)，所述上壳(122)用于朝向所述被控结构(200)的一端敞口，所述下盖(123)能够拆卸地设置于所述上壳(122)的敞口侧以与所述上壳(122)围成所述保护腔(121)，且所述下盖(123)用于固定贴合于所述被控结构(200)上；所述连接柱(111)与所述下盖(123)固定连接。3.根据权利要求2所述的附加式声学黑洞组合结构，其特征在于：所述连接柱(111)与所述下盖(123)能够拆卸连接。4.根据权利要求2所述的附加式声学黑洞组合结构，其特征在于：所述上壳(122)的内壁面上设置有阻尼层。5.根据权利要求1所述的附加式声学黑洞组合结构，其特征在于：所述减振盘(112)的环向边缘固定设置有延伸环(113)，所述延伸环(113)的厚度与所述减振盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：季宏丽，邹宇琪，裘进浩，庄秋阳，吴义鹏，张超，陶翀骢，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：