[发明专利]一种用于低频隔声的轻质组合式板结构及其设计方法

权利要求书

1.一种用于低频隔声的轻质组合式板结构，其特征在于，由隔声基板（1），梁片单元和支撑构件（3）组成；所述的梁片单元通过支撑构件（3）固定连接在隔声基板（1）上，梁片单元包括至少一个呈长方体结构的梁片（2），梁片（2）的中心点均与支撑构件（3）固定连接；一个梁片（2）的最低阶共振频率和一个目标噪声频率相同。

2.根据权利要求1所述的用于低频隔声的轻质组合式板结构，其特征在于，所述的梁片单元呈周期阵列附加排布在隔声基板（1）上。

3.根据权利要求2所述的用于低频隔声的轻质组合式板结构，其特征在于，所述的梁片单元包括两个呈相互垂直设置的梁片（2）；梁片单元在隔声基板（1）上，以相邻梁片单元中的梁片（2）呈45°夹角为规律附加排布设置。

4.根据权利要求1所述的用于低频隔声的轻质组合式板结构，其特征在于，一个梁片（2）能够由多个长度和厚度与梁片（2）相同的窄梁片代替，且窄梁片宽度的总和与梁片的宽度相同。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的用于低频隔声的轻质组合式板结构，其特征在于，所述的隔声基板（1），梁片单元和支撑构件（3）均由金属材料制成。

6.根据权利要求5所述的用于低频隔声的轻质组合式板结构，其特征在于，所述的支撑构件（3）通过螺栓或焊接与隔声基板（1）固定连接。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的用于低频隔声的轻质组合式板结构的设计方法，其特征在于，包括如下步骤，

1）根据目标噪声频带数量，分别确定设计参数，包括隔声基板的结构参数、梁片单元阵列的周期间距a和梁片单元的结构参数；

2）确定隔声基板的结构参数，包括选取的隔声基板的材料和厚度；

3）确定周期间距a时，在0<a<λ的范围内选取，其中λ为在目标噪声频率f₀下隔声基板的弯曲波波长；

4）确定梁片单元的结构参数，包括梁片的数量，每个梁片的厚度h_r、长度l_r和宽度b_r；根据目标噪声频率的数量得到与其一一对应的梁片的数量，根据实际工程需求分别选取不同梁片的厚度h_r，并根据以下公式分别确定每个梁片的长度l_r和宽度b_r；

lr=[(2×1.875)4Erhr212ρr(2πf0)2]1/4;]]>

br=χa2-ρha2ρrhrlr;]]>

其中，E_r、ρ_r、h_r和l_r分别为梁片的杨氏模量、密度、厚度和总长度，f₀为目标频带频率，a为周期间距，ρ和h分别为隔声基板的密度和厚度，χ为允许的最大面密度；

5）根据步骤1）至4)得出的设计参数，加工制得用于低频隔声的轻质组合式板结构。