[发明专利]一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构及其设计方法

说明书

本发明涉及一种可调背腔高度的双层蜂窝‑微穿孔结构，上面板、下面板、夹在上面板与下面板之间的蜂窝芯，其特征在于，所述上面板为微穿孔面板，所述蜂窝芯内设有高度可调节的微穿孔板，所述微穿孔板上设有调节凸台，所述蜂窝芯内设有调节螺杆，所述调节螺杆和调节凸台内设有相互配合的外螺纹和内螺纹，所述调节螺杆的一端穿过所述下面板且该端设置有用于控制所述调节螺杆的调节旋钮通过旋转调节旋钮改变上面板与微穿孔板之间的距离，从而改变结构共振频率，吸收不同频率的噪声。本发明通过改变蜂窝芯内含微穿孔板的高度，从而实现结构对不同频率噪声的吸收，改善了吸声效果的同时也提高了蜂窝‑微穿孔结构在降噪中的应用。

技术领域

本发明属于利用蜂窝-微穿孔板复合结构设计的一种中低频、宽频带降噪结构和方法，尤其涉及一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构及其设计方法。

背景技术

微穿孔板吸声结构是在普通穿孔板结构的基础上发展起来的,它的主要特点就是把穿孔直径减小到毫米以下,利用穿孔本身的声阻达到控制吸声结构相对声阻率的目的,从而可以取消穿孔板后的吸声材料,使吸声结构大大简化。蜂窝夹层结构具有比强度高、比刚度大、抗疲劳性能良好、表面平整光滑等特点在航空领域等被广泛使用，将两者组合起来的蜂窝-微穿孔板结构拥有优良力学性能的同时也拥有较好的吸声效果。

单层微穿孔板吸声结构除吸声峰值外的吸声系数低，有效吸声频带窄，有时并不能很好的满足实际应用的需要，而双层微穿孔板吸声结构可以看成是两个互相耦合的共振吸声结构，利用双层微穿孔板结构可以得到更高的吸声系数和更宽的吸声频带。

由微穿孔板吸声原理可知，微穿孔板结构的板厚空腔深度直接影响结构的吸声性能即吸声频率和吸声系数。为了改良结构吸声性能，将双层蜂窝-微穿孔结构的一层微穿孔板只保留垂直上下的自由度，设置成可以上下调节的。这样通过改变该层微穿孔板的位置便可以实现微穿孔板板厚空腔高度的变化达到对不同频率噪声的吸收。

发明内容

本发明针对蜂窝-微穿孔结构吸声结构，设计了一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构，通过改变蜂窝芯内含微穿孔板的高度，从而实现结构对不同频率噪声的吸收，改善了吸声效果的同时也提高了蜂窝-微穿孔结构在降噪中的应用。

本发明通过如下技术方案实现。

一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构，上面板、下面板、夹在上面板与下面板之间的蜂窝芯，其特征在于，所述上面板为微穿孔面板，所述蜂窝芯内设有高度可调节的微穿孔板，所述微穿孔板上设有调节凸台，所述蜂窝芯内设有调节螺杆，所述调节螺杆和调节凸台内设有相互配合的外螺纹和内螺纹，所述调节螺杆的一端穿过所述下面板且该端设置有用于控制所述调节螺杆的调节旋钮，所述蜂窝芯的内壁上设置有凸条，所述微穿孔板的外侧设置有与所述凸条相配合的凹槽，所述凸条与所述蜂窝芯的轴线平行，通过旋转调节旋钮改变上面板与微穿孔板之间的距离，从而改变结构共振频率，吸收不同频率的噪声。

优选的，所述下蜂窝芯为采用密排圆形排布。

优选的，所述调节螺杆的底部穿过所述下面板，所述调节螺杆的底部与所述下面板间隙配合构成自锁结构，自锁结构的中间窄两端宽。

优选的，所述调节螺杆的螺纹为右旋矩形螺纹。

优选的，所述调节旋钮上设置有刻度盘。

一种可调背腔高度的双层蜂窝-微穿孔结构的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，根据马大猷院士的微穿孔板理论以及计算机模拟验证空腔高度的改变对于微穿孔的吸声效果的影响，在声波垂直入射时的吸声系数为：

微穿孔吸声体在共振时吸声系数达到最大值，最大吸声系数值为：

共振频率f₀满足：