一种具有正浮力的水下吸声结构制造技术

本发明专利技术提供了一种具有正浮力的水下吸声结构，包括泡沫金属

【技术实现步骤摘要】
一种具有正浮力的水下吸声结构


[0001]本专利技术涉及声学材料的
，特别是指一种具有正浮力的水下吸声结构
。

技术介绍

[0002]传统水下声学材料一般由橡胶粘弹性材料制备，在产品内部设计一定形状的声腔结构，获得良好吸隔声性能
。
随着技术发展，人类在海洋探测的深度逐渐增加，水声材料受到的环境水压越来越大，传统水下阻尼声学材料受压力作用下材料参数及声腔均发生一定的变化，一般随着压力增大材料的声学性能逐渐下降
。
为提高声学材料性能增加产品厚度是直接有效手段，但是水下设备通常空间环境有限，因此通过增加声学材料厚度提高产品声学性能受到限制
。
另一方面水下设备为增加续航，轻量化则是未来发展趋势，传统水声材料密度一般大于
1g/cm3，若水声材料密度＜
1g/cm3则可为设备提供正浮力，有效降低设备质量
。
[0003]泡沫金属材料是一种集力学性能
、
声学性能于一体的结构功能一体化材料，研究人员针对泡沫金属材料开展了大量的科学研究
。
泡沫金属材料依据孔结构可以分为闭孔与开孔两种形式，根据研究需要可以调整孔隙率，泡沫金属的密度可低至原金属材料的
1/10
，甚至更低
。
通常闭孔泡沫金属具有较好的机械强度，但声学性能稍差，通常用作有一定承载能力的吸能材料
。
开孔泡沫金属通过与树脂
、
橡胶粘弹性材料制备的复合材料具有较好阻尼减振性能，通常用作声学
、
减振材料
。
[0004]将泡沫金属与传统水下声学材料制备复合结构，将融合泡沫金属的轻质
、
耐压特性以及粘弹性材料的吸能
、
损耗特性，形成一种新型的高性能水声学材料，能够为轻质耐压水下声学材料研制提供一种解决方案
。
[0005]专利
CN202210281300.6
公开了一种船用抗冲击泡沫铝基复合板材，在泡沫铝表面浸润包覆一层填充有耐磨粒子的聚氨酯材料，制备的复合板材提高了泡沫铝整体的耐磨性及抗压强度，未研究其声学性能
。
[0006]专利
CN201210557431.9
公开了一种环氧树脂与闭孔泡沫铝复合材料的制备方法，所制备的复合材料克服了现有闭孔泡沫铝屈服强度均匀性偏低缺点，未研究复合材料的声学性能
。
[0007]专利
CN201510593808.X
公开了一种开孔泡沫铝与粘弹性阻尼材料渗透制备复合材料的方法，复合材料具有良好的减振性能，兼具轻量化
、
阻尼高特点，未研究复合材料声学性能
。
[0008]专利
CN200810117703.7
公开了一种开孔泡沫金属作为骨架，通过两次渗入方式在泡沫金属表面
、
通孔内填充弹性材料，形成一种一维局域共振结构声子晶体复合材料结构，考察了复合材料的水声性能
。
该材料实质上是在开孔金属通孔内充满弹性材料，复合材料的表观密度大于水的密度，对于水下应用存在一定的限制
。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种具有正浮力的水下吸声结构，为了解决目前传统水下吸声材料压力下性能下降，普通泡沫金属水声结构材料密度偏大的问题
。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术的采用如下技术方案：
[0011]一种具有正浮力的水下吸声结构，包括泡沫金属
1、
粘弹性材料吸声单元
2、
防水橡胶
3、
防水树脂4和阻尼橡胶5；
[0012]所述泡沫金属上加工有周期性排布的通孔，所述通孔内填充粘弹性材料吸声单元2；所述防水树脂4设置于泡沫金属周向，所述防水橡胶3设置于泡沫金属轴向顶端，所述阻尼橡胶5设置于泡沫金属轴向底端；其中，
[0013]所述粘弹性材料吸声单元2内部具有一定形状的声腔，所述泡沫金属为一层或由多层粘接而成
。
[0014]在此基础上，本专利技术还可以作如下改进：
[0015]所述泡沫金属为闭孔泡沫金属，为铁
、
钢
、
铝
、
镁或钛的任意一种或由铁
、
钢
、
铝
、
镁
、
钛组成的合金的任意一种，厚度范围为
15mm
～
90mm。
[0016]优选地，所述泡沫金属的孔隙率为
70
％～
90
％，孔径范围为
0.5mm
～
10mm。
[0017]优选地，所述泡沫金属的通孔直径为
d
，尺寸范围为
5mm
～
20mm
，相邻通孔中心距为
a
，尺寸范围为
10mm
～
30mm
所述通孔周期性排布方式为：任意四个通孔组成平行四边形，或任意四个通孔组成正方形
。
[0018]其中，所述通孔的截面为圆形
、
矩形或三角形
。
[0019]优选地，所述粘弹性材料吸声单元2为天然橡胶
、
氯丁橡胶
、
丁腈橡胶
、
硅橡胶或聚氨酯橡胶
。
[0020]优选地，所述粘弹性材料吸声单元内部声腔的形状为圆柱形
、
圆锥形型或喇叭型
。
[0021]优选地，所述表面防水橡胶为氯丁橡胶
、
乙丙橡胶
、
硅橡胶或氟橡胶，厚度范围为
2mm
～
7mm。
[0022]其中，所述防水树脂为环氧树脂
、
聚氨酯树脂
、
乙烯基树脂或不饱和聚酯，厚度范围为
5mm
～
10mm。
[0023]优选地，所述阻尼橡胶为聚氨酯橡胶
、
丁腈橡胶
、
丁基橡胶或聚丙烯酸酯橡胶，厚度为
3mm
～
10mm。
[0024]本专利技术的有益效果为：针对目前传统水下吸声材料压力作用下性能下降，普通泡沫金属水声结构材料密度偏大的问题，本专利技术提供了一种具有正浮力的水下吸声结构，包括泡沫金属
1、
粘弹性材料吸声单元
2、
防水橡胶
3、
防水树脂4和阻尼橡胶5；所述泡沫金属上加工有周期性排布的通孔，所述通孔内填充粘弹性材料吸声单元2；所述防水树脂4设置于泡沫金属周向，所述防水橡胶3设置于泡沫金属轴向顶端，所述阻尼橡胶5设置于泡沫金属轴向底端
。
本专利技术以泡沫金属为骨架
、
内嵌粘弹性材料吸声单元，组成新型水下声学材料，通过选取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有正浮力的水下吸声结构，其特征在于，包括泡沫金属
(1)、
粘弹性材料吸声单元
(2)、
防水橡胶
(3)、
防水树脂
(4)
和阻尼橡胶
(5)
；所述泡沫金属上加工有周期性排布的通孔，所述通孔内填充粘弹性材料吸声单元
(2)
；所述防水树脂
(4)
设置于泡沫金属周向，所述防水橡胶
(3)
设置于泡沫金属轴向顶端，所述阻尼橡胶
(5)
设置于泡沫金属轴向底端；其中，所述粘弹性材料吸声单元
(2)
内部具有一定形状的声腔，所述泡沫金属为一层或由多层粘接而成
。2.
根据权利要求1所述的具有正浮力的水下吸声结构，其特征在于，所述泡沫金属为闭孔泡沫金属，为铁
、
钢
、
铝
、
镁或钛的任意一种或由铁
、
钢
、
铝
、
镁
、
钛组成的合金的任意一种，厚度范围为
15mm
～
90mm。3.
根据权利要求2所述的具有正浮力的水下吸声结构，其特征在于，所述泡沫金属的孔隙率为
70
％～
90
％，孔径范围为
0.5mm
～
10mm。4.
根据权利要求3所述的具有正浮力的水下吸声结构，其特征在于，所述泡沫金属的通孔直径为
d
，尺寸范围为
5mm
～
20mm
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李景瑞，石磊，张玲，程伟，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：