[发明专利]基于多层S型局域振子的声子晶体夹层板

说明书

本发明公开了一种基于多层S型局域振子的声子晶体夹层板，包括上面板、下面板以及位于上、下面板之间沿法向均布的至少2个局域振子，所述局域振子包括沿法向依次间隔设置的3个振子板以及位于相邻振子板之间且用于连接振子板形成S型结构的复合板。本发明利用S型结构的局域振子的一维周期排列，使夹层板具有较好的低频禁带特性和较宽的减振频率范围，能使夹层板的第一带隙控制在100Hz以下，有效解决低频的振动问题，且能很好地解决垂直于板的振动问题。

技术领域

本发明涉及一种夹层板，尤其涉及一种基于多层S型局域振子的声子晶体夹层板。

背景技术

夹层板因其轻质，比强度大和比刚度高，以及优异的隔声等性能优势在交通运输和建筑材料等领域有着非常广泛的应用。但是目前关于减振的夹层板较为少见的，且大多数减振夹层板存在减振频率范围较小的问题。然而振动问题一直是工程界密切关注和着力解决的热点问题，振动问题不仅会影响人员的身心健康，也会导致结构或构件的疲劳损伤，缩短使用寿命，降低精密仪器的控制和测量精度。

随着现代科技的发展，日常居所、工作场所、交通工具等的舒适性、安全性问题越来越受到人们的关注，对减振技术的要求越来越高。通常，振动控制可以从三方面入手，即振源控制、传递路径控制和接收者保护。对于典型安装有动力装置的舱室振动问题，其一般具有多个振源与多条传递路径，并且，结构振动是产生舱室振动噪声的重要因素。针对振源的振动抑制，虽然可以使振动从根本上得到抑制，但通常实施复杂、设计难度高，并且，振源减振技术需要在装备总体设计阶段就实施，对定型装备通常难以实现。相对而言，从振动传播途径进行控制，实现振动的隔离、吸收、耗散，是减振行之有效的方法，这也是工程应用中最常用的方法，尤其是对在役结构，在传递路径上采取措施更为可行。而声子晶体的振动带隙特性使得带隙范围内的振动被禁止传播或被很大程度的抑制，这为其在减振领域的应用提供了新的思路，可广泛应用于船舶、飞机、汽车以及大型发电机组等领域，解决振动问题。

如中国专利CN111028820A等公开的一种多层结构开孔式声子晶体板，可以从传递路径上在较大带隙范围内有效降低弹性波传递，在中高频起到减振的目的。但在实际工程中，如在船舶、飞机以及汽车等领域中，低频振动也普遍存在，且更加难以控制。例如中国专利CN103514873A，不仅只能解决500Hz以下的振动问题，并且对垂直于板的减振效果不佳。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于多层S型局域振子的声子晶体夹层板，该声子晶体夹层板具有较宽的减振频率范围，且能使夹层板的第一带隙控制在100Hz以下，有效解决低频的振动问题。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种基于多层S型局域振子的声子晶体夹层板，包括上面板、下面板以及位于上、下面板之间沿法向均布的至少2个局域振子，所述局域振子包括沿法向依次间隔设置的3个振子板以及位于相邻振子板之间且用于连接振子板形成S型结构的复合板。

其中，上面板、下面板和位于上、下面板之间的局域振子构成一维周期单元，该一维周期单元沿纵横方向依次均匀布置。

优选的，局域振子中位于中间的振子板比位于上、下两侧的振子板厚。

进一步，局域振子中位于上、下两侧的振子板厚度相同。

再者，复合板包括交替叠设的软质板和硬质板，其中硬质板位于相邻软质板之间。

优选的，复合板的上、下两外侧均为软质板。

进一步，软质板为高分子弹性材料板。

再者，硬质板为金属板或纤维增强板。

优选的，上面板和下面板均为金属板或纤维增强板。

进一步，振子板为金属板或纤维增强板。