[发明专利]一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料在审
申请号: | 201910649871.9 | 申请日: | 2019-07-18 |
公开(公告)号: | CN110491360A | 公开(公告)日: | 2019-11-22 |
发明(设计)人: | 吴卫国;杭锐;刘闯 | 申请(专利权)人: | 江苏大学 |
主分类号: | G10K11/162 | 分类号: | G10K11/162 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 212013 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 超材料 磁流变 声学 隔声 薄膜 多振子 质量块 圆形质量块 低频噪声 径向磁场 轴向磁场 带隙 定向移动 非接触式 固有频率 输入电流 有效控制 主动控制 耦合的 受力 粘贴 外部 移动 | ||
1.一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,结构单元由上环形铝制框架、下环形铝制框架、环状质量块、圆形质量块、磁流变薄膜、锁紧螺栓和磁场加载装置组成;先平放下环形铝制框架,再将磁流变薄膜自然平放置在下环形铝制框架的上表面,再将上环形铝制框架对准下环形铝制框架及螺栓孔,放置在磁流变薄膜上,拉拽磁流变薄膜四周使其表面张紧,同时用锁紧螺栓将上环形铝制框架和下环形铝制框架固定,从而固定磁流变薄膜,接着将磁流变薄膜沿着上环形铝制框架外边缘裁断,再将圆形质量块一侧用胶水粘贴在固定好的磁流变薄膜中心,接下来同样将环状质量块一侧用胶水粘贴在磁流变薄膜上,使得圆形质量块与环形质量块在磁流变薄膜上形成相互间隔的结构形式,然后将上环形铝制框架和下环形铝制框架外侧缠上一层隔声胶带,再在隔声胶带外侧涂上一层凡士林,用于润滑以及防止漏声;径向磁场加载装置和轴向磁场加载装置位于阻抗管外侧,通过改变外加电流可改变磁场加载装置产生的磁场强度,进而改变磁流变薄膜所受的磁力大小。
2.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,轴向磁场加载装置产生的磁场垂直作用于固定好的磁流变薄膜上;径向磁场加载装置产生的磁场作用于固定好的磁流变薄膜半径方向。
3.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,所述磁流变薄膜半径为50mm,厚度为0.2mm-1mm,铁磁颗粒体积分数为10%~30%;所述的磁流变薄膜固定在上环形铝制框架和下环形铝制框架之间,并用6颗锁紧螺栓对称夹紧固定。
4.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,所述上环形铝制框架和下环形铝制框架是由铝材料制成,或者由其它弱磁性材料制成;所述的上环形铝制框架和下环形铝制框架外半径为50mm,内半径为37mm,单片厚度为5mm;所述的上环形铝制框架和下环形铝制框架在表面每间隔60°均匀分布有6个直径为6mm的锁紧螺栓孔。
5.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,所述圆形质量块和环状质量块由铅或者钢材料制成;所述的圆形质量块半径为13mm-30mm,厚度为2mm;环状质量块厚度为2mm,外半径为28mm-34mm,内半径为19mm-33mm。
6.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,磁场加载装置分为径向磁场加载装置和轴向磁场加载装置两种;所述径向磁场加载装置是由漆包铜线绕制在铁芯上制成,总共4个小结构单元,每间隔90°均匀分布在径向磁场加载装置的环型铝制框架上;轴向磁场加载装置的套筒由铝材料制成,或者由其它弱磁性材料制成,由漆包铜线直接绕制在铝制套筒上制成;两种磁场加载装置输入电流强度均为0-15A。
7.如权利要求6所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,轴向磁场加载装置的铝制套筒内半径为50mm,外半径为60mm,长度为60mm。
8.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,由上环形铝制框架和下环形铝制框架固定下的磁流变薄膜置于轴向磁场加载装置的铝制套筒内;径向磁场加载装置则直接加在阻抗管外侧,对应环状多振子主动声学超材料的位置。
9.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,输入电流之后,轴向磁场加载装置内部产生磁场方向与环状多振子主动声学超材料的半径方向相垂直;输入电流之后,径向磁场加载装置产生磁场方向与环状多振子主动声学超材料的半径方向相同。
10.如权利要求1所述的一种基于磁固耦合的环状多振子主动声学超材料,其特征在于,一方面,通过定量改变输入电流的强度,可以实现隔声峰值的定向移动,得到想要控制的噪声频率范围,达到低频噪声非接触式主动控制的效果;另一方面,还可以变化磁流变薄膜径向宽度与环状质量块径向宽度的比例,来实现隔声峰值所对应频率的移动。
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