CN105821980A - 一种六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板 - Google Patents

一种六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板 Download PDF

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辛锋先
卢天健
韩宾
孟晗
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    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
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    • E04B1/86—Sound-absorbing elements slab-shaped
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Abstract

本发明提供了一种六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，包括上面板、六边形蜂窝、波纹板和下面板；波纹板倾斜设置在互相平行的上面板和下面板之间，六边形蜂窝结构嵌入波纹板中，六边形蜂窝结构上下表面分别与上面板和下面板相连，波纹板和上面板上均开设有吸音孔，上面板上的吸音孔与六边形蜂窝结构每个蜂窝单元结构对应，波纹板和上面板上吸音孔为同轴孔，开孔方向均为垂直于上面板；本发明结构简单，具有较好的中低频段吸音性能以及优良的能量吸收能力和压缩强度，同时兼具重量轻的特点，具有良好且广泛的应用前景。

Description

一种六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板
【技术领域】
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种具备吸音、承载功能的复合结构板，具体涉及一种六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板。
【背景技术】
现有的吸音板是一种板状的具有吸音减噪作用的材料，主力要应用于歌剧院、音乐厅、博物馆、图书馆等场景。一般的吸音板主要通过两种方式实现吸收噪音的效用，一种是利用纤维材料进行吸音，另一种是利用带有空腔的板体上设置吸音孔的方式进行吸音。上述两种方式吸音板普遍存在着结构性能不佳、承载作用差的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于解决现有结构件性能单一的问题，提供一种结构简单、合理，使用方便，兼具吸音性能和承载能力的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，包括上面板、波纹板和下面板；波纹板设置在互相平行的上面板和下面板之间，六边形蜂窝结构嵌入波纹板中，波纹板和上面板上均开设有吸音孔，上面板上的吸音孔与六边形蜂窝结构每个蜂窝单元对应，波纹板和上面板上吸音孔为同轴孔，开孔方向均为垂直于上面板。
进一步，所述上面板和波纹板开设的吸音孔在六边形蜂窝结构的每个蜂窝单元内均仅有一个。
进一步，上面板和波纹板所开设的吸音孔的孔径为0.1mm～0.9mm。
进一步，上面板的厚度为0.1mm～9mm。
进一步，波纹板的厚度为0.1mm～9mm。
进一步，上面板、波纹板、六边形蜂窝结构和下面板采用木质板材或金属夹层板制成，或者采用塑料、多孔纤维、多孔泡沫材料制成。
进一步，六边形蜂窝结构空腔中填充或不填充多孔吸声材料。
进一步，波纹板跨过六边形蜂窝结构中蜂窝单元的数量最少为一个。
本发明的与现有技术相比具有以下优点：
本发明的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，包括上面板、波纹板和下面板；波纹板倾斜设置在互相平行的上面板和下面板之间，六边形蜂窝结构嵌入波纹板中，波纹板和上面板上均开设有吸音孔，拓宽了蜂窝波纹复合结构的功能，使该结构具备多功能性；其结构简单、使用方便、吸音效果和力学性能俱佳，既具有较宽的中低频吸声性能，又具有优良的能量吸收性能和较好的承载能力，可以适用于室内墙体、部分承载结构体，能够较好地替代现有的专用吸声板和噪音污染较大场所的承载结构体，能够减少建筑或装饰耗材，从而降低生产成本，压缩结构所占空间。
【附图说明】
图1是本发明一个实施例的三维结构示意图；
图2是本发明一个实施例中蜂窝-波纹芯体的三维结构示意图；
图中：1、上面板；2、六边形蜂窝结构；3、波纹板；4、下面板。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：
图1展示了本发明的蜂窝波纹复合结构的一个实施例的三维示意图，该复合结构包括上面板1、六边形蜂窝结构2、蜂窝中的波纹板3以及下面板4。为方便观察该实施例的内部结构，图1采用了剖视方法。
如图2所示，六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板包括上面板1、波纹板3和下面板4；波纹板3倾斜设置在互相平行的上面板1和下面板4之间，六边形蜂窝结构2嵌入波纹板3中，六边形蜂窝结构2上下表面分别与上面板1和下面板4相连，波纹板3和上面板1上均开设有吸音孔，上面板1上的吸音孔与六边形蜂窝结构2每个蜂窝单元结构对应，波纹板3和上面板1上吸音孔为同轴孔，开孔方向均为垂直于上面板1。波纹板3跨过六边形蜂窝结构2中蜂窝单元的数量最少为一个。
复合结构吸声承载板主要有两块面板和其中的六边形蜂窝结构和波纹板组合而成。其中一块上面板均匀布置吸音孔，波纹板也均匀分布吸音孔。
所述上面板上的吸音孔与六边形蜂窝结构一一对应，即每一个六边形蜂窝结构胞元体均有一个吸音孔与之相通。所述波纹板的吸音孔与上面板上的吸音孔为同轴孔，开孔方向均为垂直于面板。
所述板体的开孔面板朝向室内，不开孔面板朝向室外。这样设计的目的是使得声音能够进入板体，并得到部分吸收。
优选地，面板和波纹板上的吸音孔孔径应为亚毫米级。
本发明涉及的复合板，既可以是木质板材或金属夹层板制成，或者采用塑料、多孔纤维、多孔泡沫材料制成。
在本发明实施例中，上面板1的厚度为0.8mm，覆盖在厚度为15mm的六边形蜂窝结构2的上表面上。上面板1上均匀开有孔径为0.5mm的吸音孔，以便让噪音进入复合结构，从而达到吸收声音的目的。所开吸音孔的数量和六边形蜂窝结构2中每个蜂窝单元的大小有关，每一个蜂窝单元对应一个吸音孔。六边形蜂窝结构2嵌于厚度为0.5mm的波纹板3之中，每一个蜂窝单元内的波纹板沿垂直方向都开有一个直径0.4mm的吸音孔。厚度为1mm的下面板4覆盖在六边形蜂窝结构2的下表面上。
在本实施例中，整个复合板的材质为铝合金。该复合板的单位面积质量仅为17.01kg/m2，质量密度为1000.77kg/m3。
在本实施例中，复合结构的中低频0～3000Hz平均吸声系数为0.348；吸声系数峰值在1550Hz左右最大可达0.998；0.5以上吸声系数的带宽可达到850Hz(从1100Hz至1950Hz)。本实施例能够以较低的厚度(15mm)实现较低频段的良好吸声效果。
在本实施例中，复合结构的单位质量压缩强度的提升，相比于仅由上面板1、六边形蜂窝结构2、下面板4构成的蜂窝夹芯板可以提高大约83％；相比于仅由上面板1、波纹板3以及下面板4构成的波纹夹芯板可以提高大约154％。本实施例相比于传统蜂窝结构和波纹板结构能够显著提高压缩强度。
在本实施例中，复合结构的单位质量承载及能量吸收的提升，相比于仅由上面板1、六边形蜂窝结构2、下面板4构成的蜂窝夹芯板可以提高大约19％；相比于仅由上面板1、波纹板3以及下面板4构成的波纹夹芯板可以提高大约484％。本实施例相比于传统蜂窝结构在承载及能量吸收方面有一定提高，相比于波纹板结构其承载及能量吸收性能可大幅度提升。
上面板1以及波纹板3上的吸音孔能够大大提升复合结构吸收声音的能力，由上面板1和六边形蜂窝结构构成的共振吸声结构能够在设计频段内较好地吸收噪音。波纹板的加入不仅仅增加了整个复合结构的强度和能量吸收性能，也能够增加复合结构在低频段的吸声性能。本发明的蜂窝波纹复合结构重量轻、耗材少，兼具吸音和承载的能力，具有良好且广泛的应用前景。
以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所述技术领域内，只要掌握基本理论，就可以在其技术要旨范围内进行多种多样的变换，适应不同吸声频段和力学性能的需求。凡依本发明所申请范围所作的变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：包括上面板(1)、六边形蜂窝结构(2)、波纹板(3)和下面板(4)；波纹板(3)倾斜设置在互相平行的上面板(1)和下面板(4)之间，六边形蜂窝结构(2)嵌入波纹板(3)中，六边形蜂窝结构(2)上下表面分别与上面板(1)和下面板(4)相连，波纹板(3)和上面板(1)上均开设有吸音孔，上面板(1)上的吸音孔与六边形蜂窝结构(2)每个蜂窝单元结构对应，波纹板(3)和上面板(1)上吸音孔为同轴孔，开孔方向均为垂直于上面板(1)。
2.如权利要求1所述的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：所述上面板(1)和波纹板(3)开设的吸音孔在六边形蜂窝结构(2)的每个蜂窝单元内均仅有一个。
3.如权利要求1或2所述的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：上面板(1)和波纹板(3)所开设的吸音孔的孔径为0.1mm～0.9mm。
4.如权利要求1或2所述的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：上面板(1)的厚度为0.1mm～9mm。
5.如权利要求1或2所述的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：波纹板(3)的厚度为0.1mm～9mm。
6.如权利要求1或2所述的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：上面板(1)、波纹板(3)、六边形蜂窝结构(2)和下面板(4)采用木质板材或金属夹层板制成，或者采用塑料、多孔纤维、多孔泡沫材料制成。
7.如权利要求1或2所述的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：六边形蜂窝结构(2)空腔中填充或不填充多孔吸声材料。
8.如权利要求1或2所述的六边形蜂窝波纹复合结构吸声承载板，其特征在于：波纹板(3)跨过六边形蜂窝结构(2)中蜂窝单元的数量最少为一个。
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