[发明专利]一种柔性颗粒堆砌的吸、隔声结构

说明书

本发明提供一种柔性颗粒堆砌的吸、隔声结构，包括盖板、底板和柔性颗粒，所述盖板和底板相对设置，底板和盖板之间为填充所述柔性颗粒的背腔；所述盖板上有开孔。本发明提出的柔性颗粒堆砌的吸、隔声结构，利用柔性颗粒之间的堆砌形成一种复合结构，当声致振动时，除了常规方式的声能消耗，还可以通过非线性阻尼运动来实现更多能耗。特别是穿孔板作为护面结构时，形成穿孔板框架结合柔性颗粒的复合吸声结构，不仅拓宽了微穿孔板的吸声带宽，而且还增强了部分频段的吸声效果。本发明的结构相对简单，柔性颗粒质量较轻便，堆砌方式灵活，节约了加工成本和材料，并且背腔结构没有严格的形式限制，具有相当大的灵活性。

技术领域

本发明属于减少噪声的装置的领域，具体涉及一种含有柔性颗粒的吸、隔声结构。

背景技术

传统的吸声材料分为两大类：一种是多孔吸声材料，另一种是共振型吸声结构。多孔吸声材料的吸声原理主要包括，当声波入射时，空气与多孔材料内部结构之间的粘滞作用，同时还存在内部结构之间的热传导现象和分子水平的弛豫现象。共振型吸声结构包括：穿孔板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构和薄板共振吸声结构。其中穿孔板共振吸收结构的原理可以简单理解为：穿孔板上每个孔后都有封闭空腔，相当于许多并联的“亥姆霍兹”共振器，当入射波的频率和系统的共振频率一致时，即产生共振。此时，穿孔板孔洞处的空气往复振动，其幅度达到最大值，且摩擦和阻尼也最大，声能因粘滞损失转变为热能，即声能耗散达到最大，这是穿孔板共振吸收结构的优点。但这种结构也有其固有的缺点，其主要缺点在于：频率的选择性强，也即是其吸声频带窄，仅在共振频率附近才会具有较好的吸声性能，而偏离共振频率，其吸声效果明显变差。拓宽单层微穿孔板吸声体的有效吸声带宽，一种方法是采用多层复合的微穿孔板吸声结构。但多层复合结构明显增加了结构的复杂度，同时也增加了材料和成本，在实际工程应用中还受到空间距离的限制。另一种方法是在微穿孔板背面放置吸声材料，但增加的吸声材料会带来结构的二次污染。再有就是进一步缩小穿孔直径，根据马大猷先生的理论，当微穿孔板的穿孔直径小于0.1毫米时，有望达到微穿孔板吸声体的频带极限。但是传统机械加工方法无法实现超微孔孔径微穿孔板的加工，其他加工方法如激光打孔，因打孔密度的增加，生产成本也会大大增加，不适合批量生产。最近，中科院声学所的专家开发了一种管束微穿孔板吸声结构，这种结构改变了微穿孔板的低频性能，也增加了穿孔板结构的吸声带宽，但结构相对复杂，加工制作比较困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的是通过将柔性颗粒填充入吸声空腔的内部，将微穿孔板做为护面板结构，加之各种分割背腔，利用微孔吸声原理和柔性颗粒之间的相互阻尼，来实现更好的吸、隔声的目的。

实现本发明目的的技术方案为：

一种柔性颗粒堆砌的吸、隔声结构，包括盖板、底板和柔性颗粒，所述盖板和底板相对设置，底板和盖板之间为填充所述柔性颗粒的背腔；所述盖板上有开孔。

考虑到固体颗粒通过粘贴而形成的多孔材料，具有一定的吸声性能，我们将柔性颗粒堆砌形成一种复合吸声结构。该结构的吸声理论除了常规方式的耗能之外，其特别之处在于，在声致振动下，颗粒之间的非线性阻尼运动。特别的当护面板材料为穿孔板结构时，颗粒完全充满后，一定程度上等效改变了护面板的孔径大小和穿孔率，从而实现更好的吸声效果。该吸声结构不仅具有微穿孔板吸声结构的优点，而且填充方便、容易加工，成本较低，并且在较宽的频带范围内都具有良好的吸声效果。同时也可以做为一种改善穿孔板吸声效果的手段。

其中，所述盖板为开孔的孔板和/或框架护面板，盖板上开孔的面积为盖板面积的0.01～99％。

其中，所述孔板为穿孔板、微穿孔板或超微孔板；开孔孔径在1nm～100cm，开孔率为(0.01～99)％。当开孔孔径为厘米级别称为穿孔板，当开孔孔径为毫米级别及以下称为微穿孔板，当开孔孔径为微米及以下时称为超微孔板。

优选地，所述微穿孔板上开孔的孔径为0.01～1mm，开孔率为0.01～10％。