[发明专利]一种微缝超材料声学夹层板

说明书

本发明公开了一种微缝超材料声学夹层板，由微缝超材料板、穿孔波纹层芯和后面板组成；在微缝超材料板上刻蚀微缝形成规则排布的局域共振子，在波纹层芯上开设规则排布的圆孔，从而使夹层板结构成为具有空腔的双层微穿孔吸音结构，同时保留其夹层板结构的隔音性能和独立承载能力；通过微缝超材料板上的局域共振子的禁带特性，可同时提高微缝超材料声学夹层板的吸音和隔音性能；将吸音和隔音性能融于同一种结构，吸音性能还能间接提升隔声性能；微缝超材料声学夹层板结构简单实用，具有较宽的中低频吸声和隔音频带，可独立承载且具有较高的比刚度和比强度，可作为室内墙体和其它独立吸隔音夹层板结构，具有良好且广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体地说，涉及一种具备吸音和隔音功能，并可独立承载的微缝超材料声学夹层板。

背景技术

现有的微穿孔吸音板是一种利用带有空腔的板体上设置吸音孔的方式进行吸音减噪的板体，主要应用于音乐厅等室内场景。一般的微穿孔吸音板只有吸音功能，并且普遍存在着无法独立承载、空腔体积偏大的问题。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服传统微穿孔吸音板功能单一、无法独立承载、空腔体积偏大的问题；本发明提出一种微缝超材料声学夹层板。该微缝超材料声学夹层板通过在夹层板的上面板和层芯上刻蚀微缝或微孔，使夹层板成为具有空腔的双层微穿孔吸声结构；同时夹层板上面板上刻蚀的微缝形成规则排布的局域共振子，利用局域共振的特性可同时提高穿孔夹层板的吸音和隔音性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括微缝超材料板、穿孔波纹层芯和后面板，其特征在于所述微缝超材料板与后面板相互平行，微缝超材料板与后面板相互平行，微缝超材料板朝向声源，后面板背向声源，穿孔波纹层芯位于微缝超材料板与后面板之间，微缝超材料板和后面板与穿孔波纹层芯采用钎焊固连或胶粘；穿孔波纹层芯的波纹高度为10～100mm，波纹跨度为11.5～346.5mm，波纹夹角为60～120°；微缝超材料板上纵横排布有若干局域共振子，局域共振子由一个矩形质量块和两个矩形悬臂梁组成，矩形悬臂梁短边与矩形质量块相连；所述微缝超材料板上局域共振子周边的微缝缝宽为0.2～0.9mm，长度为4～24mm；穿孔波纹层芯上设有规则排布的圆孔，圆孔的方向垂直于后面板。

所述微缝超材料板上开设微缝的总穿孔率为0.5％～5％。

所述微缝超材料板、穿孔波纹层芯和后面板的厚度为0.1～1mm。

所述穿孔波纹层芯上开设圆孔的孔径为0.3～0.9mm，总穿孔率为0.5％～3％。

所述微缝超材料板、穿孔波纹层芯和后面板的材质为铝合金。

有益效果

本发明提出的一种微缝超材料声学夹层板，由微缝超材料板、穿孔波纹层芯和后面板组成；在微缝超材料板上刻蚀微缝形成规则排布的局域共振子，在波纹层芯上开设规则排布的圆孔，从而使夹层板结构形成为具有空腔的双层微穿孔吸音结构，同时保留其夹层板结构的隔音性能和独立承载能力；通过微缝超材料板上的局域共振子的禁带特性，可同时提高微缝超材料声学夹层板的吸音和隔音性能；将吸音和隔音性能融于同一种结构，吸音性能还能间接提升隔声性能；微缝超材料声学夹层板结构简单实用，具有较宽的中低频吸声和隔音频带，可独立承载且具有较高的比刚度和比强度，可作为室内墙体和其它独立吸隔音夹层板结构，具有良好且广泛的应用前景。

本发明微缝超材料声学夹层板的材质为铝合金。微缝超材料声学夹层板的最高吸声系数的提升，相比于传统微穿孔板吸声体提高了25.4％。微缝超材料声学夹层板的最高隔声系数的提升，相比于传统夹层板结构提高了30.1％。

本发明微缝超材料声学夹层板，微缝超材料声学夹层板的局域共振特性有效地抑制了夹层板结构的整体振动，提升了隔声波谷的隔声系数，相比于传统夹层板结构提高了49％。

附图说明