[发明专利]基于粒子阻尼的型材隔声结构及设计方法

权利要求书

1.基于粒子阻尼的型材隔声结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：确定粒子阻尼体的安装位置区；

根据噪声产生源，确定噪声的传递路径，基于型材结构的噪声的传递路径确定噪声传递量的最大位置，以确定所述粒子阻尼体的安装位置区；或

建立所述型材结构的动力学模型，确定目标隔声区域，以确定粒子阻尼体的安装位置区；

S20：在所述粒子阻尼体的安装位置区安装所述粒子阻尼体，基于离散元法建立的粒子能量耗散模型，统计耗能情况得到最佳减振效果；

S30：确定与所述粒子阻尼体相关的阻尼粒子的参数，判断所述阻尼粒子的参数是否为最优参数，若是，则进入步骤S40，若否，则继续执行本步骤；

S40：通过实验验证仿真结果，并确定最终方案。

2.根据权利要求1所述的基于粒子阻尼的型材隔声结构的设计方法，其特征在于，基于动力学模型确定所述粒子阻尼体的安装位置区包括以下步骤：

S100：建立所述型材结构的三维模型；

S200：基于有限元法对所述型材结构进行有限元分析，建立相应的有限元模型；

S300：根据模态分析结果确定所述型材结构模态响应最大的区域；

S400，利用动力学分析方法，对所述型材结构进行谐响应分析，确定所述粒子阻尼体在所述型材结构的安装位置区。

3.根据权利要求1所述的基于粒子阻尼的型材隔声结构的设计方法，其特征在于，

所述粒子能量耗散模型以粒子阻尼系统中的粒子单元i和粒子单元j作为研究对象；

当粒子单元i和粒子单元粒j发生碰撞时，碰撞耗能为：

式中，v为粒子单元i和粒子单元j碰撞发生之前的相对速度；

粒子单元i和粒子单元j之间的摩擦耗能为：E_slider＝μF_nx_s

式中，μ为摩擦系数，F_n为粒子单元i和粒子单元粒j接触的表面压力，x_s为粒子单元i和粒子单元粒j间切向相对位移；

所述粒子能量耗散模型的总耗能值为：E_total＝E_impact+E_slider。

4.根据权利要求1所述的基于粒子阻尼的型材隔声结构的设计方法，其特征在于，

所述步骤S30中，所述阻尼粒子的参数为粒径、填充率、材质、以及密度；

从粒径、填充率、材质、以及密度中的一个参数选作第一研究参数，通过控制变量法对比求得各种粒径、填充率、材质、以及密度参数中耗能值最大的所述阻尼粒子的参数，使得所述粒子阻尼体有最好的隔声效果。

5.基于粒子阻尼的型材隔声结构，其特征在于，

采用如权利要求1-4任一项所述的基于粒子阻尼的型材隔声结构的设计方法设计而成，包括：

型材结构和粒子阻尼体，所述粒子阻尼体设置于所述型材结构的所述安装位置区内；

所述型材结构包括外板、内板、以及板筋；

所述外板和内板之间固定有筋板，所述筋板将所述外板和内板之间的空间分隔成多个隔声单元，所述安装位置区内的每个所述隔声单元的内部均设置有所述粒子阻尼体。

6.根据权利要求5所述的基于粒子阻尼的型材隔声结构，其特征在于，

相邻的所述隔声单元内部的所述粒子阻尼体的种类相同或不相同；

所述粒子阻尼体分为阻尼粒子、第一粒子阻尼器、第二粒子阻尼器和第三粒子阻尼器。