[发明专利]质量放大型微振子单元及基于它的超材料结构

说明书

本发明公开了一种质量放大型微振子单元及基于它的超材料结构，包括：一个以上的混动装置，各混动装置均包括整体运动部和离散运动部，所述离散运动部设置在整体运动部内，由整体运动部限定离散运动部的运动范围；悬长装置，用于安装所述混动装置，对各混动装置形成杠杆支撑，其中至少一个混动装置活动安装在悬长装置上，能够实现其位置的调整；接口装置，连接在悬长装置的底部，支撑悬长装置以及悬长装置上的混动装置。本发明其能够轻松实现质量放大，并拓宽低频吸波频带，可克服传统人工声学微结构单元难以实现宽带吸波的不足，并且结构简单、成本低廉、可靠性高。

技术领域

本发明属于高新装备(飞机、轨道列车、大型船舶、智能汽车、新型输变系统、静音空调等)，功能建筑(风洞、高速公路、桥梁/隧道、乘候车厅/馆、会议场馆、录音/演播厅、消声室等)减振降噪新材料、新技术领域，具体涉及一种质量放大型微振子单元及基于它的超材料结构。

背景技术

声学超材料结构是指由特殊设计的人工声学微结构单元/元胞(如局域共振结构单元、微振子单元，或简称振子)按预定方式排列在弹性介质中构成的新型声学材料或结构，能获得自然界材料不具有的超常物理特性(如负质量密度、负折射、负模量)，可以实现对弹性波和声波的超常操控，使得其在许多领域都具有非常重要的应用价值，如吸波、声换能、声定位/探测、声透镜等方面。

人工声学微结构单元是构造声学超材料的基本单元，其直接影响着声学超材料超常物理性能的发挥。传统设计的人工声学微结构单元主要有薄膜集中质量振子、硬软材料块振子、螺旋迷宫振子、双稳态屈曲结构等，这些人工声学微结构单元在低频段具有较好的吸波性能，但是频带较窄，往往需要通过多个结构串联/并联协同设计、或增加结构尺寸/质量来拓宽宽频，这无疑增加了结构的复杂程度、制造成本，并降低了结构的可靠性，这些无疑限制了传统人工声学微结构单元的工应用。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种质量放大型微振子单元及基于它的超材料结构。

为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：

质量放大型微振子单元，包括：

一个以上的混动装置，各混动装置均包括整体运动部和离散运动部，所述离散运动部设置在整体运动部内，由整体运动部限定离散运动部的运动范围；

悬长装置，用于安装所述混动装置，对各混动装置形成杠杆支撑，其中至少一个混动装置活动安装在悬长装置上，能够实现其位置的调整；

接口装置，连接在悬长装置的底部，支撑悬长装置以及悬长装置上的混动装置。

混动装置距离接口装置越远，质量放大型微振子单元其共振频率越低，将活动安装在悬长装置上的混动装置向远离接口装置的方向移动，能够将质量放大型微振子单元其共振频率调低。

作为本发明的优选技术方案，所述接口装置支撑悬长装置的支撑高度可调，通过调高接口装置支撑悬长装置的支撑高度，能够将质量放大型微振子单元其共振频率调低。

作为本发明的优选技术方案，通过调大混动装置的重量，能够将质量放大型微振子单元其共振频率调低。

作为本发明的优选技术方案，所述整体运动部包括腔体部以及盖体部，所述离散运动部限定在由腔体部和盖体部密封而成的腔体内。

作为本发明的优选技术方案，所述离散运动部包括多个呈颗粒状的粒状体，各个粒状体之间留有间隙或局部接触，所述离散运动部与腔体部、盖体部之间留有活动空间。

作为本发明的优选技术方案，所述盖体部、腔体部内壁表层设置有弹性层或/和所述粒状体的外壁表层包覆有弹性层。