一种声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构制造技术

本发明专利技术提供一种声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构，包括：基体，基体包括相对的第一表面和第二表面，基体内设置有多个空腔，空腔的两端分别贯通第一表面和第二表面；第一盖板，覆盖第一表面，第一盖板上设置有与空腔连通的吸声孔；多个声子晶体结构，与多个空腔一一对应设置，各声子晶体结构由基体的第二表面伸入空腔；声子晶体结构与第一盖板之间具有预设距离，声子晶体结构的靠近第一表面的一面与空腔的腔壁

【技术实现步骤摘要】
一种声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构


[0001]本专利技术涉及降噪
，尤其涉及一种声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构
。

技术介绍

[0002]声学材料是噪声控制的重要研究内容
。
对于低频声波，采用轻薄结构实现宽频带隔声一直都是挑战性课题
。
如何在远小于波长的尺度上实现低频宽带的隔声，既是当前理论研究的热点，也是迫切需要解决的工程难题
。
[0003]低频噪声与高频噪声相比，最大的区别是高频噪声随着距离的增加或者遇到障碍物，声能量会迅速衰减
。
而低频噪声由于声波波长较长，衰减很慢，并且能够轻易穿越墙壁，玻璃窗等障碍物
。
低频噪声在环境中广泛存在，但其影响长期被低估
。
一般的墙体很难完全屏蔽掉低频噪声
。
[0004]传统的多孔吸声材料，如纤维材料和泡沫材料虽然对中
、
高频噪声有很好的吸声效果，但在低频范围内作用不佳
。
在多孔材料后面加上一定厚度的空气腔，虽然有助于增加低频吸声，但整体厚度较大，要想实现低频声波的高效吸收，传统材料的尺寸几乎要和声波波长相当，而工程中的空间限制及成本是声学设计中非常关键的问题
。
[0005]声学超材料是一种具有超常物理性质的人工复合结构或复合材料，通过在关键物理尺度上对材料进行一定的特殊设计，获得自然界材料所不具备的不同寻常的声学特性，使其在吸声
、
隔声降噪领域具有广阔的研究和应用前景
。
薄膜型声学超材料也以其显著的低频声学效果引起了广泛关注，但薄膜的张力比较难控制，再有耐久性也阻碍了薄膜型声学超材料的实际工程应用
。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构
。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构，所述声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构包括：
[0009]基体，所述基体包括相对的第一表面和第二表面，所述基体内设置有多个空腔，所述空腔的两端分别贯通所述第一表面和所述第二表面；
[0010]第一盖板，覆盖所述第一表面，所述第一盖板上设置有与所述空腔连通的吸声孔；
[0011]多个声子晶体结构，与所述多个空腔一一对应设置，各所述声子晶体结构由所述基体的第二表面伸入所述空腔；
[0012]其中，所述声子晶体结构与所述第一盖板之间具有预设距离，所述声子晶体结构的靠近所述第一表面的一面与所述空腔的腔壁
、
所述第一盖板围合形成亥姆霍兹共振腔
。
[0013]本专利技术的一些实施例中，所述基体包括蜂窝板，所述蜂窝板围合形成截面呈正六边形的所述空腔
。
[0014]本专利技术的一些实施例中，所述蜂窝板为铝制蜂窝芯或者芳纶蜂窝芯
。
[0015]本专利技术的一些实施例中，所述吸声孔设置有多个，多个所述吸声孔包括沿第一方向间隔排布的多列吸声孔，每一列吸声孔包括沿第二方向间隔排布的多个吸声孔；
[0016]其中，沿所述第一方向，不同的所述吸声孔的孔径逐渐增大
、
或者逐渐减小
、
或者呈先增大后减小的规律性变化；
[0017]和
/
或，
[0018]沿所述第二方向，不同的所述吸声孔的孔径逐渐增大
、
或者逐渐减小
、
或者呈先增大后减小的规律性变化
。
[0019]本专利技术的一些实施例中，相邻所述吸声孔的孔径差小于
2mm。
[0020]本专利技术的一些实施例中，所述声子晶体结构包括至少一个声子晶体单元，所述声子晶体单元包括树脂块以及嵌设于所述树脂块内的质量块
。
[0021]本专利技术的一些实施例中，所述质量块呈球形金属材料
。
[0022]本专利技术的一些实施例中，所述质量块的外部包裹有橡胶材料层
。
[0023]本专利技术的一些实施例中，所述声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构还包括第二盖板，所述第二盖板覆盖所述第二表面，以将所述空腔在所述第二表面上的开口封堵
。
[0024]本专利技术的一些实施例中，所述第一盖板包括铝板和
/
或铝合金板，所述第一盖板的厚度为1至
2mm
；和
/
或，
[0025]所述第二盖板包括铝板和
/
或铝合金板，所述第二盖板的厚度为1至
2mm。
[0026]本专利技术提供的声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构中，在基体中形成空腔，空腔的一部分区域填充声子晶体结构，声子晶体结构能够在特定的频带产生带隙以阻止声波传播，并利用声子晶体结构和第一盖板在空腔内部围合形成亥姆霍兹共振腔，与亥姆霍兹共振腔连通的吸声孔构成亥姆霍兹的颈，如此，通过声子晶体结构的带隙特性以及亥姆霍兹型声学超结构的局域共振特性，能够有效解决结构的低频噪声问题，结构可靠性高且结构紧凑
。
附图说明
[0027]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的
、
特征和优点将更为清楚
。
[0028]图1示出本专利技术一示例性实施例提供的声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构去除第一盖板的俯视图
[0029]图2示出本专利技术一示例性实施例提供的声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构的俯视图；
[0030]图3示出图2中
A
‑
A
向剖视图之一；
[0031]图4示出图2中
A
‑
A
向剖视图之二；
[0032]图5示出图4所示的声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构中声子晶体结构进行位置调节后的剖视图
。
[0033]图中：
[0034]10、
基体；
11、
第一表面；
12、
第二表面；
13、
空腔；
14、
蜂窝板；
20、
第一盖板；
21、
吸声孔；
30、
声子晶体结构；
31、
声子晶体单元；
311、
树脂块；
312、
质量块；
40、
第二盖板；
41、
盖板本体；
42、
声子晶体结构容置部；
43、
卡接部；
44、
连接部
。
具体实施方式
[0035]以下基于实施例对本专利技术进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的
。
[0036]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构，其特征在于，所述声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构包括：基体，所述基体包括相对的第一表面和第二表面，所述基体内设置有多个空腔，所述空腔的两端分别贯通所述第一表面和所述第二表面；第一盖板，覆盖所述第一表面，所述第一盖板上设置有与所述空腔连通的吸声孔；多个声子晶体结构，与所述多个空腔一一对应设置，各所述声子晶体结构由所述基体的第二表面伸入所述空腔；其中，所述声子晶体结构与所述第一盖板之间具有预设距离，所述声子晶体结构的靠近所述第一表面的一面与所述空腔的腔壁
、
所述第一盖板围合形成亥姆霍兹共振腔
。2.
根据权利要求1所述的声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构，其特征在于，所述基体包括蜂窝板，所述蜂窝板围合形成截面呈正六边形的所述空腔
。3.
根据权利要求2所述的声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构，其特征在于，所述蜂窝板为铝制蜂窝芯或者芳纶蜂窝芯
。4.
根据权利要求1所述的声子晶体复合亥姆霍兹型声学超结构，其特征在于，所述吸声孔设置有多个，多个所述吸声孔包括沿第一方向间隔排布的多列吸声孔，每一列吸声孔包括沿第二方向间隔排布的多个吸声孔；其中，沿所述第一方向，不同的所述吸声孔的孔径逐渐增大
、
或者逐渐减小
、
或者呈先增大后减小的规律性变化；和
/
或，沿所述第二方向，不同的所述吸声孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖晓玲，李贤徽，户文成，肖伟民，邢拓，赵佳美，王文江，
申请(专利权)人：北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：