[发明专利]一种薄板共振吸声结构

说明书

技术领域

本发明属于吸声控制领域，具体地说，本发明涉及一种薄板吸声结构。

背景技术

薄板共振吸声结构是一种低频吸声结构，其吸声的基本原理是当声波入射到板的表面时，激励板的模态振动，把声能量转换成板的振动能，利用板的阻尼损耗，将板的振动能量转换成热能，从而达到吸声的目的。这种吸声结构的板材通常由木材、金属材料、塑料等构成。由于这些材料的损耗因子比较小，在第一阶模态处的吸声系数通常都很低。为了提供足够的阻尼，改善板式共振吸声结构的吸声特性，通常在板上加约束阻尼层，或者在板后空腔内添加泡沫材料和纤维材料。其典型结构如图1所示。1是共振薄板；2是约束阻尼层，为薄板提供阻尼作用；3是共振腔，与薄板的弹性一起构成共振系统的弹性抗，板和约束阻尼层的质量构成共振系统的质量抗；系统的阻尼由薄板的内部阻尼、边界阻尼、以及约束阻尼层的阻尼共同提供，如果空腔内填充纤维或泡沫材料，也可为共振系统提供部分阻尼；4是支架，起到固定薄板的作用，与刚性被衬5一起构成封闭空腔3。

这种薄板共振吸声结构的缺点是，吸声系数比较低，约束阻尼层会较大地增加吸声结构的重量，并且其阻尼效果受到温度等变化的影响较大。如果空腔内填充纤维或泡沫材料，还会对环境造成污染。在低频，需要比较大的空腔，这样就必须要有比较大的安装空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要约束阻尼层、共振腔以及填充材料的薄板低频吸声结构。

为实现上述发明目的，本发明提供的薄板共振吸声结构包括金属薄板和粘贴在该金属薄板上的压电陶瓷片，所述压电陶瓷片两极间接有电阻。

上述技术方案中，所述压电陶瓷薄片两极间接还接有电感，所述电感与所述电阻串联。

上述技术方案中，所述电感为可变电感。

上述技术方案中，所述压电陶瓷片与金属薄板间用导电胶粘接。

上述技术方案中，所述电感是由两个运算放大器实现的模拟电感。

上述技术方案中，所述电阻的阻值范围在5欧姆到30干欧姆之间。

上述技术方案中，所述电感的取值范围在0.1亨到30亨之间。

上述技术方案中，所述金属薄板的边沿部分固定。

上述技术方案中，所述压电陶瓷片的厚度小于所述金属薄板的厚度。

本发明的技术效果如下：

可以有效提高薄板基频处的吸声系数；并且通过调节电感可以调出另外一个吸声峰，与薄板的基频吸声峰结合，可有效加宽吸声频带的宽度。另外，本发明的重量轻，安装空间小，并且在共振频率附近吸声系数可以达到0.9以上。

附图说明

图1是现有的典型的低频薄板共振吸声结构图；

图2是本发明的低频薄板共振吸声结构图；

图3是压电陶瓷片两电极外接的分流电路图；

图4是本发明一个实施例的吸声系数示意图。

具体实施方式

本发明的吸声结构由金属薄板和压电陶瓷薄片组成，压电陶瓷薄片两极间接有电阻和电感的串联电路。利用金属薄板的第一阶模式共振，其阻尼由薄板本身的阻尼和接有电路的压电陶瓷片提供。当声波入射到薄板上时，激励薄板的模态振动，振动能量一部分由薄板的阻尼转化成热能；另一部分由压电陶瓷片转换成电能，电流通过压电陶片两极连接的电路做功，产生热能，从而达到吸声的目的。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

实施例1

本实施例是应用于低频的薄板吸声结构，图2所示是本实施例的结构示意图，它与图1所示薄板共振吸声结构的主要区别是用压电陶瓷片6代替了约束阻尼层2。其优点在于，压电陶瓷片的等效阻尼系数可通过分流电路参数进行调节，这样可以控制金属板的吸声系数，在共振频率附近大幅度提高。并且压电陶瓷片相对于约束阻尼层质量更轻，其阻尼特性不受温度等环境因素而变化。另外本发明的薄板共振吸声结构不需要封闭空腔，这样就大大减小了整个吸声结构的安装空间。

本实施例中，金属薄板1的四边(即边沿部分)通过固定夹具8固定住，当声波入射到薄板的表面时激励起薄板的第一阶模式共振，从而在低频形成共振吸声机制。吸声频率可通过调节薄板的尺寸和厚度来实现。压电陶瓷片6与金属薄板1间可用导电胶粘接，金属薄板1与压电陶瓷片6粘接的一端可直接接地，并与分流电路7的接地端连接。压电陶瓷片6的另一电极与分流电路7的另一端相连。