[实用新型]一种附加式偏心声学黑洞减振结构

说明书

本实用新型涉及一种附加式偏心声学黑洞减振结构，在减振结构的均匀区域即圆柱体区域，一定频率的波传播速度和波长均不变。而在声学黑洞部分，波的传播速度随着厚度的减小而减小，波长减小，波的振动幅度增加，向厚度变小的区域聚集，到达截断处时由于减振结构具有声学黑洞延展部分即第一环形部分，弯曲波以小波速继续传播，结构薄弱的地方又发生在结构的最外端且外端变形更容易，声学黑洞效应更容易发生，实现高效率的宽带减振降噪。

技术领域

本实用新型涉及减振降噪技术领域，特别是涉及一种附加式偏心声学黑洞减振结构。

背景技术

振动是结构中由于边界的多次反射产生的驻波，噪声是结构振动向空气中辐射的波动能量，因此，对结构中的波动行为进行操控是实现结构减振降噪的一种有效手段。如今较为常见的波的操控主要分为主动和被动这两种方法。主动方法一般都需要外部供能，并且设计系统十分繁琐，所以目前没有大规模推广。另外对于被动方法而言，最基本的形式是附加阻尼材料，有些粘弹性材料能有效地吸收振动能量。但是对于一些重大装备，为了减振需要在表面粘贴大量的阻尼材料，这样虽然能够达到减振降噪的效果但是不利于的结构的轻量化，不仅增加了经济成本，而且加入了过多附加质量。

声学黑洞(Acoustic Black Hole，ABH)效应概念的提出为实现人为操控弹性介质及结构中的弯曲波传播的研究掀起了崭新篇章。作为一种新型的被动控制方法，声学黑洞通过对结构自身形状的设计和优化来对波的传播进行控制，具有实现简单灵活、质量小的优点，在薄壁结构中具有强大的潜能和广阔的应用前景。目前改变结构阻抗实现声学黑洞效应的主要方式是改变结构的厚度。利用弯曲波在变厚度结构中的传播特性，当结构厚度按一定指数函数的形式减小时，弯曲波的相速度和群速度也相应的减小。理想情况下，当厚度减小为零时，结构边缘的波速可减小到零，达到波的零反射，将所有的波动能量集中在结构的尖端位置，通过结构的阻尼和附加在结构上的阻尼材料，达到能量吸收或减振降噪的目的。

然而传统的声学黑洞结构通过对被控对象剪裁来实现减振降噪的目的，这样不可避免地降低了结构的刚度和强度，在一些关键结构设计中这样的设计是不适用的。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种附加式偏心声学黑洞减振结构，在声学黑洞部分，声学黑洞效应更容易发生，提高减振效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种附加式偏心声学黑洞减振结构，所述减振结构包括：偏心圆盘和偏心圆盘边缘延伸出的第一环形；

所述偏心圆盘包括圆柱体和包覆在所述圆柱体侧面的声学黑洞部分；

所述偏心圆盘的上端面为第一圆形，下端面为第二圆形，所述第一圆形所在平面和所述第二圆形所在平面平行，第一圆形圆心和第二圆形圆心的连线与所述第一圆形所在平面不垂直；

所述声学黑洞部分的厚度从所述圆柱体侧面向外以指数形式递减；所述声学黑洞部分的厚度为所述圆柱体轴方向上的厚度；

所述第一环形厚度等于所述声学黑洞部分的最小厚度。

可选地，所述指数的表达式为h(r)＝ar^m，其中，h(r)表示所述声学黑洞部分的厚度，r表示所述第一圆形上任一点到所述圆柱体上表面圆心的距离减去所述圆柱体的半径，a表示系数，m大于或等于2。

可选地，所述减振结构还包括：第二环形，所述第二环形为阻尼材料，所述第二环形粘附于所述偏心圆盘边缘的下方，所述第二环形的外径与所述第一环形的外径相同。

可选地，所述第二环形阻尼材料为丁基橡胶材料。

可选地，所述偏心圆盘和第一环形为铝材。

可选地，所述偏心圆盘的第一圆形直径为120mm，圆柱体的直径为30mm；