【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械振动和噪声控制，更具体地说，是涉及一种温敏型减振超材料三明治结构。
技术介绍
1、随着科学技术的迅猛发展，各高新科技领域均取得了显著成果，高端设备研发领域也迎来了重大突破。在这种情况下，对技术水平的要求日益提高，其中抑制振动和降低噪声对于高端设备的使用变得尤为重要，因为它们直接影响着设备的精度和寿命。振动问题既是工程实际领域需要关注的核心环节，又与日常生活息息相关。在当前的背景下，减振降噪
的继续发展显得尤为重要，面对高水平的技术要求，有效抑制不良振动和噪声已经成为一项迫切的任务。
2、目前对于抑制振动与噪声的研究方法有四种，分别是主动控制技术、被动控制技术、半主动控制技术及混合控制技术。主动控制技术需要外部能源，整个系统的能耗较大，且复杂、成本高、可靠性差；被动控制技术局限在于其对低频减振的效果不理想，不能灵活调整频率范围，尤其是对于大面积板壳结构而言。半主动控制作为复合系统依然存在稳定性和成本问题，并不成熟。所以，需要不断探索新的减振降噪的方法，声学超材料作为功能性材料被广泛用于构建消声室、超构消声器、减振器和超构声衬等。声子晶体具有带隙特性，当弹性波频率在声子晶体带隙范围内时，弹性波的传播就会被抑制。声子晶体的弹性波带隙主要分为低频段局域共振型带隙与高频段布拉格带隙两种。其中，布拉格带隙理论强调结构的周期性对弹性波传递的影响，结构产生带隙的最低频率所对应的弹性波波长与晶格常数应处于同一数量级，这导致产生带隙的频率越低，结构所需要的尺度就越大。局域共振理论强调声子晶体中单个胞元的运动模式，
3、对于声学超材料的研究，目前的主要方向仍然集中在利用布拉格散射机理和局域共振机理进行结构设计，已经开发出了许多振动特性优秀的声学超材料结构。然而，进一步发展轻质、小尺寸的低频宽带结构的需求仍然存在。布拉格散射型和局域共振型声子晶体各有其局限性：布拉格散射型声学超材料的带隙范围较宽，对弹性波的抑制效果较好，但频率范围较高，需要向低频领域扩展；而局域共振型声学超材料的带隙更适合低频减振，且结构尺寸较小，但其带隙范围较窄，导致抑制效果出现尖峰状。传统声学超材料设计完成后，其材料特性和结构的组合即为不可改变的，所以其能产生的带隙在忽略环境因素影响的情况下，即为确定不变的，故无法在弹性波传播的过程中，对其弹性波带隙进行调谐。为此，引入主动控制技术成为解决问题的新思路。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种温敏型减振超材料三明治结构，该结构具备轻量化、带隙频段宽广、可开启低频段带隙、各频段带隙可灵活调控等特性，并可以通过控制芯层热源薄层的热流密度，在各频段上实现带隙的灵活调控。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
3、温敏型减振超材料三明治结构，由若干个单胞阵列排列组成，每个单胞依次由上层、芯层、下层组成，上层与芯层、芯层与下层均由双马来酰亚胺树脂胶接固定连接，芯层依次包括上侧双马树脂层、热源薄层、下侧双马树脂层，热源薄层嵌接在上侧双马树脂层和下侧双马树脂层之间，每个单胞均设有热源接口，各个单胞的热源薄层通过热源接口串联通电发热。
4、优选地，所述热源薄层为周期分布的铜材料制成的薄层结构，上层与下层均采用镍钛合金制成。
5、优选地，所述热源薄层为正方形薄层结构，在正方形薄层结构的中心设有一个圆形空白区域。
6、优选地，所述正方形薄层结构的边长为2cm，厚度为3μm。
7、优选地，所述热源薄层由一条s形回旋分布的线状结构组成。
8、优选地，所述芯层为边长为2cm，厚度为0.04cm的正方形板状结构。
9、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
10、(1)该新型温敏型声学超材料三明治结构，通过对芯层进行有源设计实现对多频段带隙的灵活调控，与传统超材料三明治结构相比，在波传播的过程中，能够通过控制热源的热流密度对带隙进行多频段灵活调控。
11、(2)该新型温敏型声学超材料三明治结构能够产生布拉格带隙抑制弹性波在结构内传递，且单胞芯层厚度、材质及热源的尺寸、热流密度等都会对弹性波的抑制效果产生影响，还能通过改变三明治结构的上下两层结构的材质实现对弹性波带隙的调控，达到不同程度的减振降噪效果。
12、(3)该新型温敏型声学超材料三明治结构能够通过铸造、线切割或车铣等机械加工方法来制备，可根据需要选取不同方向单胞的排列数量，使成为梁结构或板结构，从而满足各种工程实际的需要，使得该新型温敏型声学超材料三明治结构适用于多种场合。
13、(4)本专利技术所提出的新型温敏型减振声学超材料三明治结构，具备广泛的应用前景，可应用于交通运输、国防军工、精密加工、建筑与文物保护等众多领域，以实现多应用领域减振降噪的目的。
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1.温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，由若干个单胞阵列排列组成，每个单胞依次由上层、芯层、下层组成，上层与芯层、芯层与下层均由双马来酰亚胺树脂胶接固定连接，芯层依次包括上侧双马树脂层、热源薄层、下侧双马树脂层，热源薄层嵌接在上侧双马树脂层和下侧双马树脂层之间，每个单胞均设有热源接口，各个单胞的热源薄层通过热源接口串联通电发热。
2.根据权利要求1所述的温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，所述热源薄层为周期分布的铜材料制成的薄层结构，上层与下层均采用镍钛合金制成。
3.根据权利要求2所述的温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，所述热源薄层为正方形薄层结构，在正方形薄层结构的中心设有一个圆形空白区域。
4.根据权利要求3所述的温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，所述正方形薄层结构的边长为2cm，厚度为3μm。
5.根据权利要求3所述的温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，所述热源薄层由一条S形回旋分布的线状结构组成。
6.根据权利要求1所述的温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，所述芯层为边长为2cm，厚
...【技术特征摘要】
1.温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，由若干个单胞阵列排列组成，每个单胞依次由上层、芯层、下层组成，上层与芯层、芯层与下层均由双马来酰亚胺树脂胶接固定连接，芯层依次包括上侧双马树脂层、热源薄层、下侧双马树脂层，热源薄层嵌接在上侧双马树脂层和下侧双马树脂层之间，每个单胞均设有热源接口，各个单胞的热源薄层通过热源接口串联通电发热。
2.根据权利要求1所述的温敏型减振超材料三明治结构，其特征在于，所述热源薄层为周期分布的铜材料制成的薄层结构，上层与下层均采用镍钛合金制成。
3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭振坤，徐佳乐，胡国标，陈新华，周素霞，白堂博，陈睿恬，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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