[发明专利]一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法

权利要求书

1.一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法，其特征在于，该方法分为用于隔声的薄壳结构设计方法、用于吸声的薄壳结构设计方法以及用于声学隐身的薄壳型超表面结构设计方法三种；其中，

用于隔声的薄壳结构设计方法，采用单层薄壳结构，壳的曲面构型根据实际需要确定，选择圆柱壳、旋转壳或者不规则曲面壳；对于面积相对较大的应用，将其分为若干个小区域进行设计，每个区域的结构之间通过满足刚度要求的框架分隔开；

用于吸声的薄壳结构设计方法，采用双层薄壳结构，两层薄壳之间通过空气层分隔，壳的曲面构型根据需要确定，选择圆柱壳、旋转壳或不规则曲面壳；空气层的厚度各个部位处处相同或者各不相同；对于面积相对较大的应用，将其分为若干个小区域设计，每个区域的结构之间通过满足刚度要求的框架分隔开；

用于声学隐身的薄壳型超表面结构设计方法，同样采用双层薄壳结构，两层薄壳之间通过空气层分隔，壳的曲面构型根据待隐身结构外形确定，保证与待隐身结构贴合并具有与待隐身结构相近的几何外形；空气层的厚度各个部位处处相同或者各不相同；对于特定的应用对象，将其分为若干个小区域进行设计，每个区域的结构之间通过满足刚度要求的框架分隔开。

2.根据权利要求1所述的一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法，其特征在于，用于隔声的薄壳结构设计方法，具体包括如下几个步骤：

101)根据整体隔声结构布置空间的尺寸特性，按需要进行分区，确定每个分区的尺寸；

102)根据实际需要，设计各分区曲面薄壳的几何构形、尺寸及拟采用的材料，每个分区的形状和尺寸相同，或者不同；

103)在分区边界设计分隔框架，将各分区分隔开；

104)通过3D打印方法，加工出各分区薄壳结构，进行隔声性能计算或测试；

105)根据计算或测试得到的隔声性能，结合实际需要，反复调整设计参数，直至每个分区结构的隔声性能满足预期要求为止。

3.根据权利要求2所述的一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法，其特征在于，薄壳的厚度不低于1mm，分隔框架的厚度不低于3mm。

4.根据权利要求1所述的一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法，其特征在于，用于吸声的薄壳结构设计方法，具体包括如下几个步骤：

201)根据整体吸声结构布置空间的尺寸特性，按需要进行分区，确定每个分区的尺寸；

202)根据实际需要，设计各分区曲面薄壳的几何构形、尺寸及拟采用的材料，每个分区的形状和尺寸相同，或者不同；

203)在分区边界设计分隔框架，将各分区分隔开；

204)通过3D打印方法，加工出各分区结构，进行吸声性能计算或测试；

205)根据计算或测试得到的系数性能，结合实际需要，反复调整设计参数，直至每个分区结构的吸声性能满足预期要求为止。

5.根据权利要求4所述的一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法，其特征在于，一共由两层薄壳组成，每层薄壳的厚度不超过1mm，薄壳之间空气层的厚度不低于5mm，分隔框架的厚度不低于3mm。

6.根据权利要求4所述的一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法，其特征在于，声波从薄壳的凸面一侧入射时，最高吸声系数不低于0.9。

7.根据权利要求1所述的一种任意曲面形状薄壳型声学超结构设计方法，其特征在于，用于声学隐身的薄壳型超表面结构设计方法，具体包括如下几个步骤：

301)根据整体待隐身结构的外形和尺寸特性，按需要进行分区，确定每个分区的尺寸；

302)根据实际需要，设计各分区曲面薄壳的几何构形、尺寸及拟采用的材料；

303)在分区边界设计分隔框架，将各分区分隔开；

304)通过3D打印方法，按分区加工出结构，进行反射相位计算或测试；

305)根据计算或测试得到的相位轮廓，采用等相位设计的方法，结合实际需要，反复调整设计参数，直至每个分区结构的反射相位满足预期要求为止。