[发明专利]控制声波传播路径的宽带超薄吸声隔声结构

说明书

一种控制声波传播路径的宽带超薄吸声隔声结，包括至少一个吸声隔声单元，每个吸声隔声单元包括至少一个声波汇聚段和至少一个声波吸收段。声波汇聚段由填充声学材料的声波汇聚型腔构成，型腔为变截面型腔，腔内填充各向同性或各向异性声学材料，各向异性声学材料由嵌入薄膜或丝网的声学材料构成。声波吸收段由填充吸声材料的声波吸收迷宫通道构成，通道是末端封闭或开放的迷宫状单连通通道，与声波汇聚型腔相通。声波汇聚段通过型腔的截面变化和腔中材料等效参数的变化，控制声波的传播路径，使声波汇聚，沿曲线传播。声波吸收段利用声波吸收迷宫通道超长的路径，通过填充的吸声材料和布置的周期局部振子，实现宽带高效吸声。

技术领域

本发明属于减振降噪技术领域，涉及到一种控制声波传播路径的宽带超薄吸声隔声结构。

背景技术

目前吸声隔声结构普遍存在的问题是，在严格限制结构厚度和重量的条件下，一般在中频、高频段吸声隔声效果好，但在低频段吸声隔声效果差，若将低频吸声隔声截止频率下限拓展至100Hz以下，且兼顾宽频吸声隔声的性能，设计将十分困难。为了解决这一问题，本发明基于变换声学、声学超材料和声子晶体等近几年发展起来的新理论，公开了一种控制声波传播路径的宽带超薄吸声隔声结构。

发明内容

本发明采用的技术方案如下：

控制声波传播路径的宽带超薄吸声隔声结构，包括至少一个吸声隔声单元，每个吸声隔声单元包括至少一个声波汇聚段和至少一个声波吸收段。

所述声波汇聚段，由填充声学材料的声波汇聚型腔构成；所述的声波汇聚型腔为变截面型腔，变截面型腔内填充各向同性或各向异性声学材料；所述的各向异性声学材料由嵌入薄膜或丝网的声学材料构成。

所述声波吸收段，由填充吸声材料的声波吸收迷宫通道构成；所述的声波吸收迷宫通道是末端封闭或开放的迷宫状的单连通通道，与声波汇聚段的声波汇聚型腔相通；所述的声波吸收迷宫通道能被设计成细长的通道，采用单层或多层或空间螺旋的结构型式，通过迂回、弯曲、盘绕或层叠等紧密布置，占据吸声隔声单元中声波汇聚型腔外部的全部可利用空间。

所述声波吸收段的声波吸收迷宫通道中填充吸声材料，填充方案如下：

(1)在整个声波吸收迷宫通道中，填充相同的吸声材料；

(2)将声波吸收迷宫通道分成多段，在不同段中填充材料参数不同的吸声材料；

(3)将声波吸收迷宫通道分成多段，在每段通道中填充相同或不同的吸声材料的同时，布置局部振子，且不同段通道中的局部振子具有不同的固有频率，从而在整个通道中形成含有诸多不同固有频率点的周期局部振子；

(4)在声波吸收迷宫通道中填充相同或不同的吸声材料的同时，按照等间隔或变间隔在其中布置薄膜或丝网或穿孔板。

所述局部振子为包裹软材料的金属颗粒或者局部粘贴金属片的薄膜。

所述薄膜是无孔薄膜或有孔薄膜，包括金属薄膜、非金属薄膜、棉布、化纤、丝绸、麻布、呢绒、混纺、皮革等。

所述丝网包括金属丝网和非金属丝网。

所述的声学材料或吸声材料是气体材料、固体材料或液体材料，包括空气、氦气、硅油、蓖麻油、凝胶、聚氨酯、聚酯纤维、环氧树脂、泡沫塑料、泡沫金属、软橡胶、硅橡胶、吸声橡胶、丁基橡胶、玻璃棉、玻璃纤维、毛毡、丝绸、布、微穿孔板等。