[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

说明书

技术领域

本发明涉及低频噪音的隔声技术，具体为一种用于低频隔声的轻质组合式板结构及其设计方法。

背景技术

在工程领域，为了减小或者消除噪声源对周围环境的不利影响，通常采用板状结构或墙体结构等固体介质将噪声源与周围环境隔绝开，这种方法称为隔声。然而，传统隔声结构的低频隔声性能受隔声质量密度定律控制——面密度越大则低频隔声量越大。换言之，要想在低频范围内实现较大的隔声量，就需要选用质量较大的隔声构件。而实际工程对隔声构件的质量、造价往往有较大限制，因此，低频轻质的隔声构件成为当前噪声控制领域的一大难题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种用于低频隔声的轻质组合式板结构及其设计方法，突破质量密度定律对板结构低频隔声性能的限制。

本发明是通过以下技术方案来实现：

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

优选的，梁片单元呈周期阵列附加排布在隔声基板上。

进一步，梁片单元包括两个呈相互垂直设置的梁片；梁片单元在隔声基板上，以相邻梁片单元中的梁片呈45°夹角为规律附加排布设置。

优选的，一个梁片能够由多个长度和厚度与梁片相同的窄梁片代替，且窄梁片宽度的总和与梁片的宽度相同。

进一步，隔声基板，梁片单元和支撑构件均由金属材料制成。

再进一步，支撑构件通过螺栓或焊接与隔声基板固定连接。

本发明一种用于低频隔声的轻质组合式板结构的设计方法，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；

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