[发明专利]一种带微穿孔板的二维凸起型声子晶体结构

说明书

本发明公开了一种声子晶体结构，包括基板，所述基板上设有圆环状的包覆层，包覆层内的空腔内安装金属环，金属环内设有至少有两个通孔的微穿孔板，在包覆层上设有振子。本发明的声子晶体结构，综合了凸起型声子晶体和微穿孔结构。因为内部空腔的存在，声子晶体的整体质量得到了降低，实现了轻量化。在不破坏板件原结构的基础上，通过引入弹簧‑振子模型，产生局部的带隙特性，增大隔声效果，尤其是在中低频，另外，这种结构也不会对其它频率段的隔声性能造成影响。

技术领域

本发明涉及带微穿孔板的二维凸起型声子晶体结构，属于低频噪声隔声领域。

背景技术

声子晶体是由多种弹性介质组成的具有周期性的结构，声子晶体结构在减振降噪方面的应用研究也较为广泛，因此，研究声子晶体板结构在隔声中的应用，对隔声降噪具有一定的指导意义。

隔声质量定律对板结构的隔声性能影响比较大，传统提高板结构隔声性能的方法，要么是一味的增大隔声层的厚度，或者是增大隔声层的密度等，这种方法虽然能够提高板结构的隔声性能，但是势必也会增加质量，与轻量化要求相悖。

最近十几年，声子晶体结构在板件隔声中的应用也较为广泛，尤其是局域共振型结构，有些已经应用到汽车的隔声降噪。温激鸿等很早就从理论方面研究了声子晶体的弹性波带隙及减振特性，并提出了相关理论分析的简化模型；左曙光等将所研究的声子晶体结构应用到了汽车车身板件的减振降噪中，应用后的板件汽车内部的振动和噪声辐射量都有所减小；杜军等研究了局域共振型声子晶体结构，并详细分析了不同结构参数和材料参数等对结构隔声特性的影响；张思文等将研究的局域共振声子晶体结构应用到了汽车地毯的隔声降噪中，应用后的结果表明，局域共振声子晶体结构实现了在低频提高隔声量的目的。

目前设计的声子晶体种类繁多，一维声子晶体结构，通过层数的叠加构造周期性来产生带隙特性，在实际的应用中，这种结构会增大额外的质量，不太适合提高车辆的隔声性能；二维内嵌型结构的隔声量在局部频段特别是低频处对隔声性能的改善效果是很明显的，但是会影响其它频段的隔声性能。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带微穿孔板的二维凸起型声子晶体结构，通过在包覆层的空腔中增加微穿孔板，实现低频宽带隔声结构，声子晶体的整体质量得到了降低，实现了轻量化。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的带微穿孔板的二维凸起型声子晶体结构，包括基板，所述基板上设有圆环状的包覆层，包覆层内的空腔内安装金属环，金属环内设有至少有两个通孔的微穿孔板，在包覆层上设有振子。

作为优选，所述包覆层的材料为橡胶。

作为优选，所述金属环为铝环。

在本发明中，之所以增加内部空腔结构是因为包覆层和基体之间的填充率越大，越有利于增加低频的隔声效果，而所形成的内部空腔又可以构造出微穿孔结构，从而可以实现提高不同频率范围的隔声性能，微穿孔结构粘贴到内环上即可。由包覆层和振子构成的弹簧-质量系统可以提高低频段的隔声性能，由微穿孔板和内部空腔的结构能够提高其它频段的隔声性能；将微穿孔结构应用于声子晶体结构中，在不影响声子晶体隔声性能的基础上，还能够提高其它频段的隔声性能，隔声性能更加优化。声子晶体结构和微穿孔结构能够在两处不同的频率范围内起到降低辐射噪声的作用。

有益效果：本发明的带微穿孔板的二维凸起型声子晶体结构，综合了凸起型声子晶体和微穿孔结构。因为内部空腔的存在，声子晶体的整体质量得到了降低，实现了轻量化。在不破坏板件原结构的基础上，通过引入弹簧-振子模型，产生局部的带隙特性，增大隔声效果，尤其是在中低频，另外，这种结构也不会对其它频率段的隔声性能造成影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为图2的A-A剖视图。