[发明专利]水下自适应曲面复合声学材料

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种船舶机械振动与噪声控制技术领域的声学材料。

背景技术

船舶及海洋工程结构的水下振动不仅会影响设备的正常工作，危害结构的安全性，还会在结构与流场表面产生水下声辐射，对周围海洋环境形成噪声污染，并对船舶与海洋工程结构的水声探测、定位产生影响，特别是随着压力的增加，普通声学材料的声学性能将大幅下降，导致船舶及海洋工程结构深水声学防护性能大幅降低，严重影响船舶及海洋工程结构性能的正常发挥。因此，降低船舶及海洋结构水下振动噪声对于减少海洋噪声污染、提高船舶及海洋工程结构性能具有重要意义。

为降低船舶及海洋工程结构的水下振动，减小船舶及海洋工程结构的水下声辐射，声学防护材料得到了迅速发展：如中国专利CN200620049617.3提出了一种圆锥形空腔水下吸声板结构，该结构具有良好的吸声性能，且安装后表面较为平整。中国专利CN200920303498.3发明了一种兼具吸声与隔声性能的吸声与隔声复合声屏障，使之兼具吸声及隔声性能；但该结构复杂，且主要应用于空气声的吸收与隔离，不适用于船舶及海洋工程结构的水下声学防护。俄罗斯专利RU2138858介绍了一种水下声屏，由上下两层组成，下层由橡胶材料制作，层内侧有半穿孔的深槽和凸台，上层由刚性大的材料制作，内侧有凸台，其横截面相当于棒的断面，将上层的凸台插入下层材料的深槽中，形成了密闭空气腔；该结构两层复合工艺较复杂，工程应用有较大局限性。美国专利US4164727介绍了一种水声吸声和反射装备，它由三层组成，中间橡胶层带空气腔，上下两层为金属密封盖板。该结构的缺点是其耐压性差，压力增大将严重影响其隔声效率，此外，该结构存在刚性的金属加强层，因此该结构很难贴敷于弯曲结构表面处。

发明内容

本发明的目的在于提供可在较宽频带范围内抑制结构的水下振动声辐射、有效改善船舶及海洋工程结构的水下振动声辐射环境的水下自适应曲面复合声学材料。

本发明的目的是这样实现的：

本发明水下自适应曲面复合声学材料，其特征是：包括依次相连的阻尼层、自适应隔声去耦层、低辐射曲面吸声层，所述的阻尼层为阻尼高分子材料，阻尼层的厚度为10-15mm，所述的自适应隔声去耦层包括具有周期性空腔结构的低模量高分子材料和填充于周期性空腔结构的多孔海绵材料，自适应隔声去耦层的厚度为15-20mm，所述的低辐射曲面吸声层为高分子材料，低辐射曲面吸声层上开有通孔。

本发明还可以包括：

1、所述的阻尼高分子材料包括高阻尼橡胶、聚氨酯。

2、所述的低模量高分子材料包括软橡胶、聚氨酯材料、聚氨酯橡胶材料，多孔海绵材料包括硫化橡胶、聚氨酯材料。

3、所述的空腔结构为柱形空腔或方形空腔，空腔的直径、高或边长为20-30mm，空腔的中心距为26-36mm。

4、所述的高分子材料包括聚氨酯材料，低辐射曲面吸声层表面为二维或三维正弦、余弦曲面，当波长为λ波高为h时，λ为5-8mm，h/λ为1.5-2。

本发明的优势在于：

1、本发明由阻尼层、自适应隔声去耦层及低辐射曲面吸声层三部分结构构成，阻尼层、自适应隔声去耦层及低辐射曲面吸声层依次通过胶粘剂粘连，并通过加压固化成型；

2、本结构设计综合利用阻尼损耗吸收、阻抗失配、降低辐射效率等多种降噪技术，使水下自适应曲面复合声学材料集吸声、隔声及抑振降噪等多种功能于一体；

3、本发明低辐射曲面吸声层内设置通孔，可保障自适应隔声去耦层内外具有相同的静水压力，从而大幅提高材料的耐水压性能，使材料在深水压力下仍可保持较好的声学性能；

4、本发明为一水下曲面声学材料，其吸声层表面为粗糙曲面，其水下隔声降噪效果较同重量平板型声学材料更好，适用频带更宽；

5、本发明材料通过胶粘剂粘贴于防护结构表面，防止了海水与防护结构的接触，可提高防护结构的耐腐蚀性和安全性；

6、本发明结构简单，施工方便，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为A-A视图；

图3为B-B视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～3，本发明的目的在于提供一种水下耐压、宽频吸隔声抑振降噪复合声学材料，较好地降低船舶及海洋工程结构的水下振动声辐射，改善防护结构水下声学环境。