[发明专利]一种多元胞协同耦合声学超材料结构设计方法

权利要求书

1.一种多元胞协同耦合声学超材料结构设计方法，其特征在于，该方法分为局域化刚度不足的结构设计方法和局域化刚度足够的结构设计方法两种；其中，

局域化刚度不足的结构设计方法，采用局域化刚度低于薄板刚度的分隔框架来分隔局域共振元胞，使得单个元胞之间产生强耦合共振行为，并形成具有集总耦合共振效应的多元胞组合结构；

局域化刚度足够的结构设计方法，采用局域化刚度高于薄板刚度的分隔框架，使得单个元胞之间的共振在设计频带内互不影响，进而通过多个薄板宽度、薄板厚度或附加质量块重量结构参数梯度分布的元胞组合成多元胞组合结构。

2.根据权利要求1所述的一种多元胞协同耦合声学超材料结构设计方法，其特征在于，局域化刚度不足的结构设计方法，具体包括如下几个步骤：

1)选择薄膜或薄板型结构的单元胞结构形式；

2)在步骤1)的基础上，采用乙烯-醋酸乙烯共聚物作为框架，设计出多个元胞组合而成的超胞结构；

3)根据实际需要，进一步调整和优化单个元胞和框架的晶格常数、薄板厚度、附加质量块重量、框架棱宽以及框架厚度结构参数。

3.根据权利要求2所述的一种多元胞协同耦合声学超材料结构设计方法，其特征在于，还包括给元胞增加一个后腔，该结构能够实现低频宽带超强吸声效果。

4.根据权利要求3所述的一种多元胞协同耦合声学超材料结构设计方法，其特征在于，局域化刚度足够的结构设计方法，具体包括如下几个步骤：

1)选择薄膜、薄板或共振腔结构的单元胞结构形式；

2)按照元胞共振频率梯度分布的原则，选择薄膜、薄板的晶格常数、厚度、附加质量块重量结构参数，或共振腔结构的腔体尺寸，进行参数梯度分布的多元胞结构设计；

3)采用局域化刚度高于薄膜和薄板的硬质材料作为分隔框架，将所设计的参数梯度分布的多个元胞组合成一个超胞；

4)根据实际需要，进一步调整和优化单个元胞的晶格常数、薄膜及薄板的厚度、附加质量块重量结构参数，或共振腔结构的腔体尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种多元胞协同耦合声学超材料结构设计方法，其特征在于，还包括给作为隔声的单层板结构增加一个后腔，该结构能够实现低频宽带超强吸声效果。