CN108731838B - 一种声学材料结构及其与声辐射结构的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种声学材料结构及其与声辐射结构的组装方法，其中，声学材料结构包括声学单元，声学单元用于贴附在声辐射结构表面，所述声学单元包括薄片，所述薄片与所述声辐射结构之间具有空腔；贯穿所述声学单元的开口，所述开口的一端与所述空腔连通。所述开口能够减小所述空腔中介质的弹簧效应，从而使所述声学单元贴服于所述声辐射结构表面也能起到低频隔声效果。所述声学单元还可以包括支承体、质量块和约束体。所述声学单元的工作频率可以通过支承体和质量块和约束体进行调节。所述声学材料结构在重量和空间代价小的前提下，能够良好地抑制中低频段大波长的声能辐射，并利用薄片的振动加强贴附结构表面的介质交换速率，提高通流散热性能。

Description

一种声学材料结构及其与声辐射结构的组装方法

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种声学材料结构及其与声辐射结构的组装方法。

背景技术

房屋建筑、管道线路、交通运载、机电设备和家用电器等表面壳体结构受到自身及外在激励引起结构表面的振动，进而扰动周围空气和液体等流体介质，引发声波辐射，产生环境噪声问题。由于激励源在通常情况下很难避免，实用的降噪手段大致归为两类：一是抑制结构表面的振动量级；二是阻断声波在介质中的传播。

为了抑制结构表面的振动，可以采用在待抑振结构的表面贴附能够形变耗能的材料，如阻尼材料；或在待抑振结构表面的合适部位安装能够共振吸能的器件，如动力吸振器。具体而言：阻尼材料必须产生较大的形变剪切率才能够有效吸收结构的振动能量。由于结构低频振动产生的形变剪切率较小，贴附阻尼材料的耗能效率较低，无法实现理想的低频抑振效果；安装动力吸振器虽然能够有效抑制所安装部位附近的结构振动，但是有效工作频带较窄。虽然近些年出现了具有较宽工作频带的离散式动力吸振器(公开专利号：CN101360869B、CN101836095A、US20030234598A1、US20060131103A1)，但是为了有效吸振，尤其是吸收厚重结构的低频振动，所安装动力吸振器的总重量一般需与待抑振结构的重量相当，附加的质量较大，在实际应用中受到诸多限制。

阻隔噪声传播路径可以通过在结构透射声能一侧安装隔声或吸声板实现，传统的隔声或吸声板包括均质隔板、多孔介质材料板、穿孔或微穿孔板以及局域共振型声学材料结构板等。需要指出的是中低频噪声的隔离和吸收难度较大，其原因在于中低频噪声的波长尺度大、传播距离远，传统隔声或吸声材料板的厚度需与波长尺度相匹配，才能够实现明显的噪声降低效果。以室温条件100Hz频率的空气传播声为例，其波长约3.4m。对于如此大尺度波长的低频噪声在传输路径上进行有效的阻隔，若采用均质隔板，则需要付出很大的重量代价(面密度10kg/m²的均质隔板可隔离100Hz频率的空气声能约17dB，而且面密度增加1倍仅能够增加约6dB隔声量，即“质量定律”)才能实现对入射声波的有效隔离；若采用多孔介质材料板，则需要付出很大的空间代价(20cm厚的普通玻璃纤维棉可吸收100Hz频率的空气声能约50％)才能实现对其内传播声波的有效吸收；若采用穿孔或微穿孔板，则需要通过增加其与声辐射结构表面之间的安装距离以形成能够较低频率工作的亥姆霍兹共振腔(Helmholtz Resonators)，才能实现理想的共振吸声效果；局域共振型声学材料结构的出现突破了传统隔声材料的“质量定律”(公开专利号：CN103996395A、CN105118496A、CN105845121A、US007395898B2、US20130087407A1、US20150047923A1)，能够依靠自身较轻薄的结构便能实现中低频较好的噪声隔离效果。但在实际应用时，局域共振型声学材料结构板需要尽量拉开与声辐射结构表面的距离，否则较近的安装距离会引起声辐射结构与局域共振型声学材料结构板之间的声学近场强烈耦合。中间介质的“弹簧效应”显著，直接影响局域共振型声学材料结构板的晶格单元的振动模式，导致低频段的隔声效果变差。

现有技术中不乏采用将上述两类降噪手段相结合的措施。专利申请CN105637580A和CN105551476A提出了一类薄膜亚波长尺度的低频宽带吸声材料，其工作时贴附在声辐射表面，利用薄膜的共振形变积聚高密度的弹性势能进而通过自身阻尼消耗实现低频高效吸声；类似的，专利申请CN105882022A、CN106042603A和CN105922660A提出了一类低频减振超材料复合阻尼板，试图兼具多层阻尼减振及局域共振型声学材料结构低频隔声的功能；专利申请CN105810186A提出了一种结合微穿孔共振吸声板和薄膜类局域共振型声学单元的复合吸声结构。专利申请CN105109147A、CN106042468A和CN106042469A提出了一类基于蜂窝结构的复合吸隔声材料，利用蜂窝结构的现有框架构造局域共振型声学单元并结合微穿孔共振吸声结构实现复合吸隔声效果。然而，这些构型的实际效果均受到所抑制声辐射结构的几何尺寸和材料属性的影响，在材料构型的设计之初便需要统筹考虑待作用声辐射结构的振动模态特性，无法满足可脱离声辐射结构的具体限制进行工作性能独立设计的通用性要求。

除了噪声抑制性能外，对于通流散热性能要求高的场合，如动力设备壳体、家电设备外壳及变电设备结构外体等，必须确保结构表面高效的通流散热速率，才能保证设备的正常运转。然而，上述噪声抑制技术方案均无法做到在附加重量和空间代价小的前提下，有效兼顾噪声抑制性能和通流散热性能。

综上所述，目前降噪工程领域，迫切需要一类性能优异的通用性声学材料结构，所述通用性声学材料结构应兼具如下特点：结构轻薄；能够有效抑制中低频结构的声辐射；实际效果不会受到所抑制声辐射结构的几何尺寸和材料属性的影响；能够兼顾噪声抑制性能和通流散热性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种用于声学材料结构及其与声辐射结构组装方法，能够在附加重量和空间代价小的前提下，有效兼顾噪声抑制性能和通流散热性能。

为解决上述问题，本发明提供一种声学材料结构，包括：声学单元，所述声学单元用于贴附在声辐射结构表面，所述声学单元包括薄片，所述薄片与所述声辐射结构之间具有空腔；贯穿所述声学单元的开口，所述开口的一端与所述空腔连通。

可选的，所述开口在垂直于所述薄片表面方向上贯穿所述薄片。

可选的，所述开口在所述薄片表面上的投影面积与所述薄片面积之比值为5％～80％。

可选的，所述开口在所述薄片表面上的投影面积与所述薄片面积之比为25％～80％。

可选的，所述声学单元还包括支承体，所述支承体包括相对的第一表面和第二表面，位于所述第一表面和第二表面之间的边框；所述边框围成空隙，所述薄片覆盖所述支承体的第一表面和所述空隙，相邻声学单元的支承体之间具有缝隙。

可选的，所述支承体为环型。

可选的，所述边框围成的空隙的横截面为圆形、矩形、正五边形或正六边形。

可选的，所述声学单元还包括支承体，所述支承体包括相对的第一表面和第二表面，连接于所述第一表面和第二表面之间的边框；所述边框围成空隙，所述薄片覆盖所述支承体的第一表面和所述空隙；

所述开口位于所述支承体中，所述开口在垂直于所述空隙侧壁的方向上贯穿所述支承体。

可选的，所述薄片中具有所述开口，所述开口在垂直于所述薄片表面的方向上贯穿所述薄片。

可选的，所述声学单元还包括位于所述薄片表面的质量块，所述质量块和所述空腔分别位于所述薄片两侧，所述质量块暴露出所述开口。

可选的，所述质量块为纽扣型质量或环型质量块中的一种或两种组合；所述纽扣型质量块包括第一部分和连接所述第一部分的第二部分，所述第一部分用于位于所述第二部分和所述薄片之间，所述纽扣型质量块第一部分和第二部分为柱体，且所述第一部分沿垂直于所述纽扣型质量块第一部分母线方向上的横截面积小于所述第二部分沿垂直于所述纽扣型质量块第二部分母线方向上的横截面积。

可选的，所述质量块中具有亥姆霍兹共振腔或抗性消声腔。

可选的，所述声学材料结构包括多个声学单元，多个声学单元的质量块的形状、材料或质量不相同。

可选的，所述支承体的材料为金属、石材、木材、橡胶或高分子聚合物。

可选的，所述声学材料结构包括多个声学单元，相邻声学单元共用支承体的部分边框。

可选的，所述声学单元还包括位于所述空隙中的约束体，所述约束体通过连接件与所述支承体连接。

可选的，所述约束体中具有通孔，所述通孔在垂直于所述薄片表面的方向上贯穿所述约束体。

可选的，所述约束体与所述声辐射结构不接触。

可选的，所述声学材料结构包括多个声学单元。

可选的，相邻声学单元的薄片相互连接。

可选的，所述薄片包括中心区域和包围所述中心区域的外围区域，所述开口位于所述中心区域。

可选的，所述开口为中心对称图形，且所述开口的中心与所述薄片的中心重合。

可选的，所述薄片包括中心区域和包围所述中心区域的外围区域，所述开口位于所述外围区域，且所述开口自所述中心区域边缘延伸至所述外围区域边缘。

可选的，单个薄片中所述开口的个数为1个或多个。

可选的，单个薄片中所述开口的个数为多个，多个开口的形状和尺寸相同，且多个开口呈中心对称分布，对称中心与所述薄片的中心重合。

可选的，单个薄片中所述开口的个数为多个，多个开口的形状或尺寸不相同。

可选的，所述声学单元还包括位于所述空腔中的吸声层。

可选的，所述吸声层的材料为纤维棉或开孔泡沫塑料。

可选的，所述声学单元包括多层层叠设置的薄片，同一个声学单元中相邻薄片之间具有所述空腔。

可选的，同一声学单元中相邻薄片之间具有支承体，所述支承体与相邻薄片围成所述空腔。

可选的，所述空腔沿垂直于所述薄片表面方向上的尺寸为0.1mm～100mm。

可选的，所述薄片的材料为高分子聚合物、复合纤维、金属、非金属中的一种或多种组合。

可选的，所述薄片的材料为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸二醇酯、棉布、钛合金、铝合金、玻璃、木材或石材。

可选的，所述声学材料结构用于抑制的声波波长为消声波长，所述薄片的特征尺寸与所述消声波长的比值为0.1％～10％。

可选的，所述薄片的部分或全部外边缘用于与所述声辐射结构贴合。

可选的，所述声辐射结构为均匀隔声板或穿孔板。

可选的，所述声辐射结构中具有声辐射结构开口，所述声辐射结构开口与所述空腔贯通。

可选的，所述声辐射结构中具有凸起；所述薄膜中具有开口，所述凸起通过所述薄片的开口贯穿所述薄片。

相应的，本发明还提供一种声学材料结构与声辐射结构的组装方法，包括：提供声辐射结构，所述声辐射结构包括声辐射面；形成声学材料结构；将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面，使所述薄片与声辐射面之间形成空腔，并使所述空腔与所述开口贯通。

可选的，将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：使所述薄片的部分或全部外边缘与所述声辐射结构贴合。

可选的，所述声学单元还包括支承体，所述支承体围成空隙，所述支承体包括相对的第一表面和第二表面，所述薄片覆盖所述支承体的第一表面和所述空隙；将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：使所述支承体的第二表面与所述声辐射结构的声辐射面接触，使所述声辐射面与所述薄片之间的空隙形成所述空腔。

可选的，形成所述声学单元的步骤包括：形成所述薄片和支承体；使所述薄片边缘贴附于所述支承体的第一表面。

可选的，所述支承体包括多个支部；形成所述声学材料结构的步骤包括：依次使所述多个支部与所述薄片第一表面贴合，且使相邻支部不接触。

可选的，所述薄片包括中心区域和位于所述中心区域的外围区域；所述薄片外围区域中具有开口；形成所述薄片的步骤包括：提供薄片层；对所述薄片层进行剪裁，形成薄片和位于所述薄片外围区域的开口。

可选的，所述声学材料结构包括多个声学单元，将所述多个声学单元依次贴附于所述声辐射结构的声辐射面。

可选的，通过胶合、热塑、焊接或铆接的方式将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面。

可选的，所述声辐射结构的形状为平板形，所述声辐射面包括相对的第一声辐射面和第二声辐射面；将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：将所述声学材料结构分别贴附于所述第一声辐射面和第二声辐射面。

可选的，所述声辐射结构的形状为管形，所述声辐射结构的声辐射面包括相对的内侧面和外侧面；将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：将所述声学材料结构分别贴附于所述内侧面和外侧面。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明技术方案提供的声学材料结构，所述声学单元包括薄片，所述薄片能够很容易设计到位于中低频段的工作频率对应振动模式，并且所述声学单元包括开口，所述空腔与所述开口贯通。将所述声学单元贴附于声辐射结构表面后，所述开口能够有效减小声辐射结构与所述薄片之间的介质因两者的相对运动而产生的“弹簧效应”，从而减小了近声场的强耦合对所述薄片工作频率对应振动模式的影响。所述声学材料结构在工作频率振动时，所述声学材料结构作用到所述声辐射结构的等效动态质量较大，能够有效减小所述声辐射结构的振动幅度，进而减小所述声辐射结构辐射的声波能量；另一方面，所述声学材料结构在工作频率振动时，所述薄片的运动使得结构声辐射侧的近声场介质速度产生正反相位抵消，从而降低了所述声辐射结构的辐射效率。综合两种功能，本发明技术方案提供的声学材料结构能够起到良好的结构声辐射抑制效果。所述声学单元直接贴附在声辐射结构的表面，在结构辐射初始阶段便抑制噪声，因此不需要全部包覆住噪声结构的表面，只将主要的噪声辐射区域进行贴附即可获得理想降噪效果。此外，所述声学材料结构，其贴附于所述声辐射结构的表面，其构成薄片与声辐射结构之间的空腔主要用来保证所述薄片振动所需的空间，从而能够有效减小安装距离，进而节约空间。另外，所述薄片中具有开口，并且所述薄片的振动能够加强所述声辐射结构表面附近的介质交换速率，从而提高通流散热性能。

进一步，所述声学材料结构，其贴附在传统隔声板表面，例如均匀隔声板或穿孔板，能够有效弥补原均匀隔声板由于非对称结构模态导致的隔声薄弱频段；并能与原穿孔板的开口结构相结合，在不影响通流散热的前提下，通过改善所述薄片的偶极子辐射条件，显著提高其声辐射效率，从而更加有效抵消透射声波，降低噪声传播。

进一步，所述薄片的外边缘部分或全部与所述声辐射结构贴合，所述声辐射结构能够为所述薄片提供支承，从而为所述声学材料结构提供一定的等效模量。所述薄片可以不需要刚性框架进行支承。因此，所述声学材料结构能够减小附加的重量和空间。

进一步，所述声学单元还包括支承体，可以通过所述支承体对声学单元的尺寸和位置进行控制，从而有利于声学单元工作频率的一致性和多样性的设计。相邻声学单元的支承体之间具有缝隙，能够减小声学单元贴附于声辐射结构后两者振动模态的相互影响，进而有利于所述声学材料结构声学性能的通用性设计。

进一步，所述声学单元还包括位于所述薄片表面的质量块。所述质量块能够增加所述声学单元的质量，从而能够降低所述声学单元的工作频率，更有利于实现对低频声波的抑制效果。另外，所述质量块还能够增加施加到所述声辐射结构上的等效动态质量，从而有效抑制所述声辐射结构的振动幅度，进而减少声辐射结构辐射的声波能量。

进一步，所述声学材料结构包括多个质量块，所述多个质量块为瘦高形状、亥姆霍兹共振器或抗性消声器中的多种组合。所述声学材料结构包括多个不同的质量块能够增加所述声学单元工作带宽。

进一步，所述声学单元还包括位于所述支承体围成空隙中的约束体，所述约束体通常位于所述薄片的中心区域，有利于限制所述薄片的非对称振动模态，实现对声学材料结构工作频率和工作带宽的调节。

进一步，所述声学单元的开口位于所述外围区域，且所述开口沿所述外围区域与中心区域接触面的法线方向上贯穿所述外围区域，则能够使所述薄片的部分边界被固定，从而使所述薄片的自由度更大，进而能够减小所述声学单元的等效刚度，使得所述薄片在选材方面更加自由，无需很薄或很软的材料便能使得所述薄片的振动频率位于低频段。另一方面，所述声学单元中的开口位于所述外围区域，则能够将所述薄片所起的两个作用，即提供产生低频反向运动的刚度和抵消正向传播声波的面积解耦开来，从而为所述声学材料结构的参数优化设计带来便利。

进一步，所述声学单元还包括位于所述空腔中的吸声层。所述吸声层能够增加所述述声学材料结构对声波的吸收，从而有利于增加声学材料结构的工作带宽。

进一步，所述的声学材料结构包括多层层叠的声学单元，可以在声辐射结构的一侧或两侧进行层叠安装，能够显著提高工作峰值和拓宽工作带宽。

本发明技术方案提供的声学材料结构的组装方法中，所述的声学材料结构由独立工作的声学单元组成，不受所贴附的声辐射结构表面的形状和尺寸限制，可以进行模块化拼接装配，制备工艺简单；并且采用表面贴附形式安装，施工方式简单。

进一步，所述声学材料结构还包括支承体，则在形成所述声学材料结构的过程中，可以通过所述支承体对声学单元的尺寸和位置进行控制，从而有利于声学单元的均一性，提高所形成的声学材料结构的性能。相邻声学单元之间具有缝隙，能减小多个声学单元支承体组成的整个框架的刚度，从而减小薄片与声辐射结构之间的相互影响，进而减小所述声辐射结构的振动对所述薄片振动模式的影响，进而改善所述声学材料结构的低频性能。

进一步，相邻声学单元的支承体相互连接，且相邻声学单元的薄片相互连接，能够增加声学材料结构覆盖的声辐射结构的表面积，从而能够增加声学材料结构的声辐射抑制性能。此外，使多个声学单元薄片与支承体的贴合在同一工艺中形成，能够简化工艺流程。

进一步，所述多个声学单元的薄片相互连接能够简化声学材料结构的组装方法，简化工艺流程。

附图说明

图1为本发明声学材料结构贴附于声辐射结构表面的广义结构示意图；

图2为声辐射结构的声辐射原理示意图；

图3为本发明声学材料结构的基本工作原理示意图；

图4为本发明声学材料结构的声学性能指标测定方法的原理示意图；

图5为本发明声学材料结构第一实施例的结构示意图；

图6为本发明声学材料结构第一实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图7为本发明声学材料结构第二实施例的结构示意图；

图8为本发明声学材料结构第二实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图9为本发明声学材料结构第三实施例的结构示意图；

图10为本发明声学材料结构第三实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图11为本发明声学材料结构第三实施例的法向入射传声损失的试验测定结果图；

图12为本发明声学材料结构第三实施例的工作机理的有限元仿真结果分析图；

图13为本发明声学材料结构第四实施例的结构示意图；

图14为本发明声学材料结构第四实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图15为本发明声学材料结构第五实施例的结构示意图；

图16为本发明声学材料结构第五实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图17为本发明声学材料结构第六实施例的结构示意图；

图18为本发明声学材料结构第六实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图19为本发明声学材料结构第七实施例的结构示意图；

图20为本发明声学材料结构第七实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图21为本发明声学材料结构第八实施例的结构示意图；

图22为本发明声学材料结构第八实施例的声学性能指标的有限元仿真结果图；

图23为本发明声学材料结构几类不开口支承体的结构示意图；

图24为本发明声学材料结构第九实施例的结构示意图；

图25为本发明声学材料结构第九实施例的法向入射传声损失的试验测定结果图；

图26为本发明声学材料结构第九实施例的振动力激励声学性能的试验测定结果图；

图27为本发明声学材料结构几类具有开口的支承体的结构示意图；

图28为本发明声学材料结构第十实施例的结构示意图；

图29为本发明声学材料结构第十实施例的法向入射传声损失的试验测定结果图；

图30为本发明声学材料结构第十一实施例的结构示意图；

图31为本发明声学材料结构第十一实施例的法向入射传声损失的试验测定结果图；

图32为本发明不同薄片开口形式的声学单元的结构示意图；

图33为本发明声学材料结构第十二实施例的结构示意图；

图34为本发明声学材料结构第十二实施例的法向入射传声损失的有限元仿真结果图；

图35为本发明声学材料结构第十三实施例的结构示意图；

图36为本发明声学材料结构第十三实施例的振动位移激励辐射声功率级的有限元仿真结果图；

图37为本发明声学材料结构第十四实施例的结构示意图；

图38为本发明声学材料结构第十五实施例的结构示意图；

图39为本发明声学材料结构第十五实施例的振动位移激励辐射声功率级的有限元仿真结果图；

图40为本发明声学材料结构第十六实施例的结构示意图；

图41为本发明声学材料结构第十七实施例的结构示意图；

图42为本发明声学材料结构第十七实施例的法向入射传声损失的有限元仿真结果图；

图43为本发明声学材料结构第十八实施例的结构示意图；

图44为本发明声学材料结构第十八实施例的法向入射传声损失的有限元仿真结果图；

图45为本发明声学材料结构第十九实施例的结构示意图；

图46为本发明声学材料结构第十九实施例的法向入射传声损失的有限元仿真结果图；

图47为本发明声学材料结构与声辐射结果的组装方法的结构示意图。

具体实施方式

为了充分说明本发明解决技术问题所实施使用的技术方案。下面结合实施例和附图对发明做详细说明，但本发明的技术方案、技术方案的实施方式以及保护范围并不仅仅限于此。

图1为本发明声学材料结构贴附于声辐射结构表面的广义结构示意图。所述声学材料结构用于贴附于声辐射结构1表面，所述声学材料结构包括声学单元，所述声学单元中具有开口3，所述开口3贯穿所述声学单元，所述声学单元包括薄片2，所述薄片2与所述声辐射结构1之间具有空腔4，所述空腔4与所述开口3贯通。

所述声辐射结构1的两个表面贴附多种构型的声学材料结构，能够有效抑制两个声辐射侧的声能辐射。

其中所述声辐射结构1中具有声辐射结构开口10，所述声辐射结构1表面具有凸起14，所述凸起14贯穿所述薄片2中的开口3。

所述声学材料结构包括：无支承体单元，所述无支承体单元中所述薄片2边缘直接贴附于所述声辐射结构表面。

支承体单元，所述支承体单元包括贴附于所述声辐射结构1表面的支承体5，所述支承体5位于所述声辐射结构1与薄片2之间。

质量块单元，所述质量块单元包括：位于所述薄片2上的质量块6，所述质量块6能够对所述质量块单元的工作频率进行调节。

筒形质量块单元，所述筒形质量块单元包括位于所述薄片2表面的筒形质量块9。所述筒形质量块9为筒形，用于对所述质量块单元的工作频率进行调节。

支承体开口单元，所述支承体开口单元的支承体5中具有所述开口3，所述支承体5中的开口3为支承体开口12。所述支承体开口单元还可以包括位于所述薄片2表面的纽扣型质量块11，纽扣型质量块11包括第一部分和连接所述第一部分的第二部分，所述第一部分用于位于所述第二部分和所述薄片之间，所述纽扣型质量块11第一部分和第二部分为柱体，且所述第一部的横截面积小于所述第二部分的横截面积。

所述第一部的横截面积为纽扣型质量块11沿垂直于所述纽扣型质量块11第一部分母线方向上的截面；所述第二部的横截面积为纽扣型质量块11沿垂直于所述纽扣型质量块11第二部分母线方向上的截面

具体的，所述纽扣型质量块11第一部分和第二部分为圆柱体，所述纽扣型质量块11第一部分的直径小于所述第二部分直径。所述纽扣型质量块11用于对所述质量块单元的工作频率进行调节。

多层层叠声学单元13。所述多层层叠声学单元13包括多层薄片2，同一多层层叠声学单元13的薄片2之间具有空腔4。

图2为声辐射结构的声辐射原理示意图。其中，图2(a)所示为声辐射结构的结构示意图；图2(b)～(e)所示为声辐射结构在各边简支边界条件下的前三阶模态振型图。

所述声辐射结构为板结构。

图2(b)为所述声辐射结构的一阶模态振型图。

请参考图2(b)，所述声辐射结构以一阶模态振型图振动时，所述声辐射结构包括第一区域b1、包围所述第一区域b1的第二区域b2、包围所述第二区域b2和第一区域b1的外围区域；所述声辐射结构的振动幅度从第一区域b1、第二区域b2到外围区域逐渐减小。

图2(c)为所述声辐射结构的二阶模态振型图。

请参考图2(c)，所述声辐射结构以二阶模态振型图振动时，所述声辐射结构包括第一峰值区c12以及包围所述第一峰值区c12的第一过渡区c11；第二峰值区c21以及包围所述第二峰值区c21的第二过渡区c22；包围所述第一峰值区c12、第一过渡区c11、第二峰值区c21和第二过渡区c22的外围区。从第一峰值区c12到第一过渡区c11再到外围区，所述声辐射结构的振动幅度逐渐减小。从第二峰值区c21到第二过渡区c22再到外围区，所述声辐射结构的振动幅度逐渐减小。

图2(d)为所述声辐射结构的三阶模态振型图。

请参考图2(d)，所述声辐射结构以三阶模态振型图振动时，所述声辐射结构包括第一峰值区d11以及包围所述第一峰值区d11的第一过渡区d12；第二峰值区d21以及包围所述第二峰值区d21的第二过渡区d22；包围所述第一峰值区d11、第一过渡区d12、第二峰值区d21和第二过渡区d22的外围区。从第一峰值区d11到第一过渡区d12再到外围区，所述声辐射结构的振动幅度逐渐减小。从第二峰值区d21到第二过渡区d22再到外围区，所述声辐射结构的振动幅度逐渐减小。

图2(e)为所述声辐射结构的四阶模态振型图。

请参考图e，所述声辐射结构以四阶模态振型图振动时，所述声辐射结构包括中心区e10；分别位于所述中心区e10两侧的第一侧区域和第二侧区域；所述第一侧区域包括第一侧峰值区e21，包围所述第一侧峰值区e21的第一侧过渡区e22；所述第二侧区域包括第二侧峰值区e31，包围所述第二侧峰值区e31的第二侧过渡区e32；包围所述第一侧区域、第二侧区域和中心区e10的外围区。从所述中心区e10到外围区域，所述声辐射结构的振动幅度逐渐减小；从第一侧峰值区e21到所述第二侧峰值区再到外围区域所述声辐射结构的振动幅度逐渐减小；从第二侧峰值区e31到第二侧过渡区e32再到外围区域，所述声辐射结构的振动幅度逐渐减小。

由上述分析可以看出随着模态阶数的提高，该声辐射结构的振型图案趋于复杂，出现了更多的凸起和凹陷图案。这些振型图案的出现对应该声辐射结构中弹性波的各阶驻波模式，即随着模态阶数的提高，其内传播的弹性波的波长变短，弹性波到达各边界后产生反射并进行叠加，当某一方向的尺度刚好为半波长的整数倍时，便形成驻波，最终呈现出上述各阶振型图案。根据经典振动理论中的模态叠加原理，该板结构在声场或力激励条件下的振动响应为各阶模态的加权求和，权系数称为模态参与因子。由结构振声耦合分析理论可知板和邻近介质的接触表面处的速度响应存在连续性，因此声辐射结构的振动响应直接推动与之接触的介质产生压力扰动，导致声波能量的辐射。

图2(f)所示为该板结构的声辐射局部区域划分原理示意。图中“+”代表z正向声辐射，“-”代表z负向声辐射。计算结构振声辐射的经典方法是将发声结构划分成若干呈现活塞运动的局部区域，在每个区域中选择某一点的速度响应代表当前区域的速度响应，然后根据瑞利积分公式，便可计算该发声结构的辐射声压或辐射声功率结果。具体而言，辐射声场中某一观察点P的声压可由下式计算得到：

其中，R表示每个区域中所选择的振动响应点到辐射声场空间中某一观察点P之间的距离，v(r)表示r坐标处点的振动速度，其他具体符号所代表含义见文献(Rayleigh,J.W.S.B.,&Lindsay,R.B.(1945).The theory of sound.Dover Publications.)。

图3为本发明声学材料结构的基本工作原理示意图。其中，图3(a)所示为不贴附本发明声学材料结构的声辐射结构15表面的近声场介质的质点速度方向示意图。所述声辐射结构15表面辐射声波的正向质点速度16以向上箭头表示，所述声辐射结构15表面辐射声波的反向质点速度17以向下箭头表示。图3(b)所示为同一声辐射结构15表面贴附本发明声学材料结构后的近声场介质的质点速度方向示意图。

根据图2所示的声辐射结构的声辐射原理的分析，本发明基于局域声辐射抑制的原理，在声辐射表面上大致同相位运动的区域上方贴附可以产生反向运动的薄片，所述薄片中具有开口，所述开口贯穿所述薄片。一方面，所述薄片的运动能够推动邻近介质产生反相位传播的声波，从而与正向传播的声波实现正负相消；另一方面，由于薄片反向运动产生的作用到声辐射结构上的等效动态质量在一定程度上抑制了声辐射结构的振动幅度，进而降低了声辐射结构的声能辐射效率。

具体而言，所述声学材料结构用于贴附于声辐射结构15表面，所述声学单元中具有开口，所述薄片与所述声辐射结构15表面之间具有空腔，所述空腔与所述开口贯通。将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构15表面之后，所述开口能够有效减小所述声辐射结构15与所述薄片之间的介质因两者的相对运动而产生的“弹簧效应”，从而减小了近声场的强耦合对所述薄片工作频率对应振动模式的影响。因此，所述声学材料结构的工作频率具有通用性，不受所贴附的声辐射结构15的模态特性影响。另外，所述声学材料结构在工作频率振动时，所述声学材料结构作用到所述声辐射结构15的等效动态质量较大，能够有效减小所述声辐射结构15表面的振动幅度，进而减小所述声辐射结构15辐射的声波能量；并且，当所述的声辐射结构15表面正向振动时，与其相向运动的薄片为第一薄片22，所述第一薄片22带动其表面附近介质的反向质点速度24的相位与贴附区域辐射声波的正向质点速度20，第一薄片22开口通过介质的正向质点速度26以及未贴附区域辐射声波的正向质点速度18的差值恰为180度，从而实现了所述声辐射结构15表面正向运动的近声场介质速度的正反相位抵消效果。而当所述的声辐射结构15表面反向振动时，与其背向运动的薄片为第二薄膜23，所述第二薄膜23带动其表面附近介质的反向质点速度25的相位与贴附区域辐射声波的反向质点速度21，第二薄片23开口通过介质的反向质点速度27以及未贴附区域辐射声波的反向质点速度19的差值恰为180度，从而实现了所述声辐射结构15表面反向运动的近声场介质速度的正反相位抵消效果。因此，所述声学材料结构在工作频率振动时，所述薄片与声辐射结构15的相对运动使得结构声辐射侧的近声场介质速度产生正反相位抵消，从而降低了所述声辐射结构15的辐射效率。综合上述两种功能，本发明技术方案提供的声学材料结构能够起到良好的结构声辐射抑制效果。

另外，所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构15表面，能够有效减小安装距离，进而节约空间。

所述声学材料结构中具有开口，所述开口能够加强声辐射结构表面15附近的介质交换速率，从而提高通流散热性能。

图4为本发明声学材料结构的声学性能指标测定方法的原理示意图。

其中，图4(a)所示为空气声波作为激励源的传声损失性能测定方法的原理示意图。具体实施步骤如下：提供声辐射结构28,；在声辐射结构28的一侧安装声源29，其产生的入射声波30作用到声辐射结构28之上，进而引起声辐射结构28向另一侧辐射透射声波31，在透声侧安装传声器32以测量透声侧声压，用于分析声辐射结构的隔声性能。

图4(b)所示为振动力作为激励源的辐射声功率性能测定方法的原理示意图。具体实施步骤如下：在声辐射结构28的一侧安装激振器33，其通过力传感器34作用到声辐射结构28之上，进而引起声辐射结构28向另一侧辐射声波35，在透声侧安装传声器36以测量透声侧声压，并用于计算辐射声功率级，进而分析声辐射结构28的声能辐射性能。

图5为本发明声学材料结构第一实施例的结构示意图。

参考图5，所述声学材料结构38包括声学单元38，所述声学单元用于贴附在声辐射结构37表面，所述声学单元中具有开口42，所述开口42贯穿所述声学单元，所述声学单元包括薄片41，所述薄片41与所述声辐射结构单元40之间具有空腔(图中未标出)；贯穿所述声学单元的开口42，所述开口42的一端与所述空腔连通。

所述声辐射结构37包括辐射声波的声辐射面，所述声学材料结构用于贴附于所述声辐射面上。

本实施例中，所述薄片41直接贴附于所述声辐射结构表面。在其他实施例中，所述薄片还可以通过支承体与所述声辐射结构表面贴合。

本实施例中，单个声学单元中所述开口42的个数为1个。在其他实施例中，单个声学单元中所述开口42的个数还可以为多个。

所述薄片41包括中心区域以及包围所述中心区域的外围区域。所述开口42位于所述薄片41的中心区域，且所述开口42的中心与所述薄片41的中心重合；其他实施例中，所述开口还可以位于所述薄片的外围区域。

本实施例中，所述声学单元在所述声辐射结构表面成离散式分布。相邻声学单元不接触。在其他实施例中，所述相邻声学单元相互接触。

本实施例中，所述薄片41为正方形。在其他实施例中，所述薄片还可以为圆形、等边三角形、矩形、正五边形、正六边形。所述薄片为正方形、等边三角形或六边形，能够增加所述薄片41覆盖的声辐射结构37的面积占比，从而增加所述声学材料结构的声学性能。

本实施例中，所述声辐射结构37为铝板。所述声辐射结构37的厚度为2mm。

如果所述空腔沿垂直于所述薄片41表面方向上的尺寸过小，容易限制所述薄片41的反向运动幅度，从而不利于使所述薄片41带动介质的反向质点速度抵消未被所述薄片41覆盖的声辐射结构引起的介质正向质点速度，因此不利于改善所述声学材料结构的声辐射抑制性能；如果所述空腔的沿垂直于所述薄片41表面方向上的尺寸过大，不利于降低所述声学材料结构占用的空间。具体的，所述空腔沿垂直于所述薄片41表面方向上的尺寸为3mm～5mm。本实施例中，所述空腔沿垂直于所述薄片41表面方向上的尺寸为4mm。

本实施例中，所述薄片41的材料为聚醚亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为金属、非金属中的一种或多种组合，具体的，所述薄片的材料还可以为复合纤维。

如果所述薄片41的特征尺寸过大，容易使所述声学材料结构受到声辐射结构表面形状的限制；如果所述薄片41的特征尺寸小，不利于使低频声波在所述薄片41边界反弹形成驻波，从而不利于减低所述声学材料结构的工作频率。因此，所述薄片41的特征尺寸为所述声辐射结构37辐射的声波波长的0.1％～10％。

所述薄片41的特征尺寸为薄片表面沿各个方向尺寸中的最大值。

本实施例中，所述薄片41的特征尺寸为所述薄片41的对角线长度。所述薄片41的边长30mm～50mm。具体的，本实施例中，所述薄片41的边长为40mm。在其他实施例中，如果所述薄片为圆形，所述薄片的特征尺寸为薄片的直径。

如果所述薄片41的厚度过大，容易增加所述薄片41的弯曲刚度，不利于降低所述声学材料结构的工作频率；如果所述薄片41的厚度过小，所述薄片41的柔度过大，不容易加工制备。具体的，所述薄片41的厚度为0.09mm～0.11mm。本实施例中，所述薄片41的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元。多个声学单元排列为正方矩阵。所述声学材料结构的边长为所述正方矩阵的边长。

如果正方矩阵的边长过小，不利于完全覆盖所述声辐射结构37的声辐射区域，容易降低所述声学材料结构的声辐射抑制性能；如果正方矩阵的边长过大，容易增加成本。具体的，所述正方矩阵覆盖所述声辐射结构37的主要声辐射区域即可。

本实施例中，所述开口42为中心对称图形，且所述开口42的中心与所述薄片的中心重合。具体的，所述开口42为圆形，有利于减小应力集中，从而有利于所述声学材料结构工作性能的稳定。在其他实施例中，所述开口还可以为多边形。

如果所述开口42面积与所述薄片41的面积之比值过小，不利于实现所述空腔中声压的泄放，进而不利于降低所述空腔中介质的弹簧效应，进而不利于改善所述声学材料结构的声学性能；如果所述开口42的面积与所述薄片41的面积之比值过大，容易降低所述薄片41的反向振动的幅度，容易影响所述声学材料结构的声学性能。因此，所述开口42的面积与所述薄片41的面积之比值为5％～80％。具体的，所述开口42的直径为7mm～9mm。本实施例中，所述开口42的直径为8mm。

本实施例中，所述声学单元之间的间距为相邻薄片41的相邻边之间的距离。

如果所述声学单元之间的间距过大，容易降低所述声学材料结构覆盖的声辐射结构37的面积占比，从而不利于改善所述声学材料结构的性能；如果所述声学单元之间的间距过小，不利于相邻声学单元的工作独立性。所述声学单元之间的间距为1mm～8mm，本实施例中，所述声学单元之间的间距为5mm。

本实施例中，所述薄片41的边界与所述声辐射结构37的一侧表面通过胶合剂粘结。在其他实施例中，可以通过热塑、焊接或铆接的方式实现薄片的边界与所述声辐射结构的一侧表面贴合。

本实施例中，所述声辐射结构37为均质铝板，其厚度为2mm。

为计算本实施例构型的声学性能，选取有限元建模单元39如图5所示。

下面对本发明第一实施例中的声学性能的有限元仿真测定方法进行说明。其中，

声学材料结构的法向入射传声损失的有限元仿真结果的测定方法：基于商用有限元软件COMSOL Multiphysics 5.2a的声固耦合频率域分析模块建立声学材料结构的单个声学单元的有限元仿真模型。该仿真模型包括由声辐射结构单元40和所述薄片41构成的固体物理场及入射和透射空气腔构成的压力声学物理场，两个物理场区域通过声-固界面连续性条件相互耦合关联。声学单元的边界条件定义为Floquet periodicity。在入射空气腔的端面设置平面声波入射场(20Hz～500Hz频段，扫频步长为2Hz)，该平面声波通过入射空气腔垂直激励声学单元后，一部分声能反射，另一部分声能透射进入透射空气腔，根据入射波及透射波能量计算的法向入射传声损失(Normal Transmission Loss，简写为TL_n)

TL_n＝10log₁₀(E_i/E_t)

式中，E_i为入射声能，E_t为透射声能，两者可通过获取入射和透射空气腔的声压来计算得到。

声学材料结构的振动力激励辐射声功率级的有限元仿真结果的测定方法：在前述声学材料结构的法向入射传声损失的有限元仿真结果测定方法的基础上，去掉在入射空气腔端面设置的平面声波入射场激励，改为在声辐射结构单元40的中心点上施加点振幅为1N的力载荷激励，按照下式计算透声侧远声场位置处的辐射声功率级(Sound Power Level，简写为SPL)

SPL＝10log₁₀(P_t/P_re)

式中，P_t为透射声功率，可通过获取透射空气腔的声压来计算得到；P_re＝10^-12W为参考声功率。

图6为本发明声学材料结构第一实施例的声学性能指标的有限元仿真结果。其中，图6(a)所示为该实施例所述的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图6(b)所示为该实施例所述的单个声学单元的振动力激励辐射声功率级结果。

图6(a)所示曲线在310Hz左右呈现尖峰，该尖峰的增值约5dB，尖峰有效带宽约10Hz。尖峰的出现表明贴附该实施例所述的声学材料结构提高了该频段内原声辐射结构的隔声性能。然而，同时需要指出的是在近邻该峰值频率的320Hz处出现了低谷，该频率为本实施例所述的声学材料结构的第一阶固有频率。

对应图6(a)，图6(b)所示曲线在310Hz左右出现低谷，该低谷的减值和有效带宽均与该构型的法向入射传声损失曲线出现的尖峰相当，表明贴附该实施例所述的声学材料结构降低了该频段内原声辐射结构的声能辐射性能。然而，同时需要指出的是在近邻该谷值频率的320Hz处出现了尖峰，尖峰的增值和有效带宽均与图6(a)中该构型的法向入射传声损失的低谷大致相当。

为了使声学材料结构在制备和施工层面具有良好的一致性和稳定性，可以增加支承体，以降低对于薄片的成型要求。支承体的采用使得薄片只需平整即可构成足够空间的腔室，保证薄片的自由运动，从而能够大大简化制备工艺和降低施工难度，并能够有效保证材料性能的一致性和稳定性。

图7为本发明第二实施例声学材料结构的结构示意图。

本实施例与图5所示的声学材料结构第一实施例的相同之处在此不多做赘述。不同之处在于：本实施例中，所述声学单元44还包括：支承体47，所述支承体47包括相对的第一表面和第二表面，连接于所述第一表面和第二表面之间的边框；所述支承体47的第二表面用于与所述声辐射结构43接触，所述支承体47的边框围成空隙，所述薄片48覆盖所述支承体47的第一表面和所述空隙，相邻声学单元44的支承体47之间具有缝隙。

所述声学单元包括支承体47，则可以通过所述支承体47对声学单元的尺寸和位置进行控制，从而有利于声学单元工作频率的一致性和多样性的设计。

本实施例中，相邻声学单元44的支承体47之间具有缝隙，能减小多个声学单元44的支承体47组成的整个结构的刚度，从而减小声辐射结构47的振动对薄片48的振动模式的影响，进而确保所述声学单元的工作频率的通用性。

本实施例中，所述支承体47的材料为亚克力。在其他实施例中，所述支承体的材料还可以为金属、石材、木材。

本实施例中，所述薄片48平铺在所述支承体47的第一表面上，所述支承体47的第二表面与所述声辐射结构43贴合，则所述支承体47、薄片48和所述声辐射结构单元46围成所述空腔。所述空腔沿垂直于所述薄片48表面方向上的尺寸由所述支承体47沿垂直于所述薄片48表面方向上的尺寸确定。

本实施例中，所述边框围成的空隙的横截面为正方形。在其他实施例中，所述边框围成的空隙的横截面还可以为圆形、长方形、正五边形或正六边形。

其中，所述边框围成的空隙的横截面为所述空隙在平行于所述薄片48表面方向上的截面。

如果所述支承体47沿垂直于所述薄片48表面方向上的尺寸过小，容易限制所述薄片48的振动幅度，从而不利于使所述薄片48带动介质的反向质点速度抵消未被所述薄片48覆盖的声辐射结构43引起的介质正向质点速度，因此不利于改善所述声学材料结构的声辐射抑制性能；如果所述支承体47的沿垂直于所述薄片48表面方向上的尺寸过大，不利于降低所述声学材料结构占用的空间。具体的，所述支承体47沿垂直于所述薄片48表面方向上的尺寸为3.5mm～4.5mm。本实施例中，所述支承体47沿垂直于所述薄片48表面方向上的尺寸为4mm。

本实施例中，所述薄片48的边长由所述支承体47的边长决定。所述薄片48的特征尺寸由所述支承体47的特征尺寸决定。

本实施例中，所述支承体47为封闭的方环形，所述支承体47围成的空隙为正方形，能够使声学单元44覆盖的声辐射结构43的面积占比较大，从而增加所述声学材料结构的声辐射抑制性能。

本实施例中，所述薄片48为边长与所述支承体47外边长相等的正方形。

本实施例中，所述声学单元44的特征尺寸为所述支承体47内边缘对角线长度。所述声学单元44的的特征尺寸由所述支承体47内边缘的边长决定。

如果所述支承体47的内边长过大，容易使所述声学材料结构受到声辐射结构43表面形状的限制；如果所述支承体47的内边长过小，不利于使低频声波在所述声学材料结构边界反弹形成驻波，从而不利于减低所述声学材料结构的工作频率。具体的，所述支承体47的内边长为30mm～40mm。本实施例中，所述支承体47的内边长为35mm。

本实施例中，所述支承体47的厚度为所述支承体47外边长与内边长之差的一半。如果所述支承体47的厚度过小，容易降低所述支承体47的刚度，从而不利于维持所述声学材料结构形状的稳定性，并且增加了制备难度；如果所述支承体47的厚度过大，容易导致所述声学材料结构附加到声辐射结构43的等效刚度过大，从而容易增加所述声辐射结构43与所述薄片48振动模式的相互影响程度。具体的，所述支承体47的厚度为1mm～3mm。本实施例中，所述支承体47的厚度为2mm，所述外边长为39mm。

本实施例中，所述薄片48的材料为聚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为金属、非金属中的一种或多种组合。具体的，所述薄片的材料还可以为复合纤维。

如果所述薄片48的厚度过大，容易增加所述薄片48的弯曲刚度，不利于降低所述声学材料结构的工作频率；如果所述薄片48的厚度过小，所述薄片48的柔度过大，不容易加工制备。具体的，所述薄片48的厚度为0.09mm～0.11mm。本实施例中，所述薄片48的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述薄片48的边长与所述支承体47的外边长相同。具体的，所述薄片48的边长为39mm。

本实施例中，所述开口49位于所述薄片48中心区域，且所述开口49的中心与所述薄片48的中心重合。在其他实施例中，所述开口还可以位于所述薄片的外围区域。

本实施例中，所述开口49为圆形。在其他实施例中，所述开口还可以为多变形或不规则形状。

如果所述开口49的面积与所述薄片48面积之比值过小，不利于实现所述空腔中声压的泄放，进而不利于降低所述空腔中介质的弹簧效应，进而不利于改善所述声学材料结构的性能；如果所述开口49的面积与所述薄片48的面积之比值过大，容易降低所述薄片48的反向振动的幅度，容易影响所述声学材料结构的声学性能。因此，所述开口49的面积与所述薄片48的面积之比值为5％～80％。具体的，所述开口49的直径为7mm～9mm。本实施例中，所述开口49的直径为8mm。

需要说明的是，所述支承体47的材料、外边长和内边长，以及所述薄片48的材料、厚度和边长，所述开口49的位置和尺寸均会影响所述声学材料结构的工作频段和声辐射抑制效果。因此，在进行声学单元的设计时，需要综合考虑支承体47和薄片48对声学材料结构的声辐射抑制性能的影响。

为计算本实施例构型的声学性能，选取有限元建模单元45如图7所示。

所述有限元建模单元45包括：所述声辐射结构单元46、所述支承体47和所述薄片48.

图8为本发明声学材料结构第二实施例的声学性能指标的有限元仿真结果。其中，图8(a)所示为该实施例所述的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图8(b)所示为该实施例所述的单个声学单元的振动力激励辐射声功率级结果。

图8(a)所示曲线在335Hz左右呈现尖峰，该尖峰的增值约5dB，尖峰有效带宽约10Hz。尖峰的出现表明贴附本实施例所述的声学材料结构提高了该频段内原声辐射结构的隔声性能。同时需要指出的是在近邻该峰值频率的345Hz处出现了低谷，该低谷对应频率为本实施例所述的声学材料结构的第一阶固有频率，低谷的减值约10dB与尖峰差异较大，有效带宽约10Hz,与尖峰大致相当。

对应图8(a)，图8(b)中曲线在335Hz左右出现低谷，该低谷的减值和有效带宽均与该构型的法向入射传声损失曲线出现的尖峰相当，表明贴附本实施例所述的声学材料结构降低了该频段内原声辐射结构的声能辐射性能。

图9为本发明声学材料结构第三实施例的结构示意图。本实施例与图7所示的声学材料结构第二实施例的相同之处在此不多做赘述。不同之处在于：

所述声学单元51还包括位于所述薄片55表面的质量块57，所述质量块57和所述空腔分别位于所述薄片55两侧，。所述质量块57能够增加所述声学单元51构成的等效弹簧振子系统的质量，从而能够降低所述声学材料结构的工作频率，进而更有利于实现对低频声波的声辐射抑制。另外，质量块57能够增加施加到声辐射结构50的等效动态质量，从而能够有效抑制所述声辐射结构50的振动幅度，进而抑制声辐射结构50辐射的声波能量。

本实施例中，所述支承体54的材料为亚克力。在其他实施例中，所述支承体的材料还可以为金属、石材、木材、橡胶或其他高分子聚合物。

本实施例中，相邻声学单元51之间缝隙的宽度为5mm。

本实施例中，所述薄片55平铺在所述支承体54的第一表面上，所述支承体54的第二表面与所述声辐射结构单元53贴合，则所述支承体54、薄片55和所述声辐射结构单元53围成所述空腔。所述空腔沿垂直于所述薄片55表面方向上的尺寸由所述支承体54沿垂直于所述薄片55表面方向上的尺寸确定。

所述支承体54沿垂直于所述薄片55表面方向上的尺寸为3.5mm～4.5mm。本实施例中，所述支承体54沿垂直于所述薄片55表面方向上的尺寸为4mm。

本实施例中，所述薄片55的边长由所述支承体54的外边长决定。所述薄片55的特征尺寸由所述支承体54的特征尺寸决定。

本实施例中，所述支承体54为封闭的方环形，所述支承体54围成的空隙为正方形，能够使声学材料结构覆盖的声辐射结构50的面积占比较大，从而增加所述声学材料结构的声辐射抑制效果。

本实施例中，所述薄片55为边长与所述支承体54外边长相等的正方形。

本实施例中，所述声学单元51的特征尺寸为所述支承体54内边缘对角线长度。所述声学单元51的特征尺寸由所述支承体54内边缘的边长决定。

所述支承体54的内边长为30mm～40mm。本实施例中，所述支承体54的内边长为35mm。

本实施例中，所述支承体54的厚度为所述支承体54外边长与内边长之差的一半。

具体的，所述支承体54的厚度为1mm～3mm。本实施例中，所述支承体54的厚度为2mm，所述外边长为39mm。

本实施例中，所述薄片55的材料为聚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为金属和非金属中的一种或两种组合。具体的，所述薄片的材料还可以为复合纤维。

具体的，所述薄片55的厚度为0.09mm～0.11mm。本实施例中，所述薄片55的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述薄片55的边长与所述支承体54的外边长相同。具体的，所述薄片55的边长为39mm。

本实施例中，所述开口56位于所述薄片55中心区域，且所述开口56的中心与所述薄片55的中心重合。在其他实施例中，所述开口还可以位于所述薄片的外围区域。

本实施例中，所述开口56为圆形。在其他实施例中，所述开口还可以为多变形或不规则形状。

所述开口56的面积与所述薄片55的面积之比值为5％～80％。具体的，所述开口56的直径为7mm～9mm。本实施例中，所述开口56的直径为8mm。

本实施例中，所述质量块57的材料为紫铜。

本实施例中，所述质量块57为圆环形。在其他实施例中，所述质量块还可以为方环形、筒形或纽扣型。

本实施例中，所述声学材料包括多个声学单元，多个声学单元中质量块的质量、形状和材料相同。在其他实施例中，多个声学单元的质量块的形状、材料或质量不相同。

本实施例中，所述质量块57在所述薄片55表面的投影图形中心与所述薄片55的中心重合。由于距离所述薄片55中心越近的薄片质点的振动幅度越大，所述质量块57的等效动态质量越大，越有利于实现低频的声辐射抑制性能。

本实施例中，如果所述质量块57的内径过小，容易覆盖部分所述开口56，从而减小所述开口56的泄压能力；如果质量块57的内径过大，容易使所述质量块距离薄片中心过远，从而不利于增加所述质量块57的等效动态质量。本实施例中，所述量块57的内径以使所述量块57刚好暴露出所述开口56为宜，具体的，所述质量块57的内径为8mm。

所述质量块57在垂直于所述薄片55表面方向上的尺寸为所述质量块57的厚度。

可以通过调节所述质量块57的外径和所述质量块57的厚度实现对所述质量块57质量的调节，从而实现对所述声学材料结构工作频率的调节。具体的，如果所述质量块57的外径或所述质量块57的厚度过大，容易使所述质量块57的质量过大，从而使所述声学材料结构附加的重量代价增大；如果所述质量块57的外径或所述质量块57的厚度过小，不利于使所述声学材料结构的工作频率位于低频，并且增加了制备难度。具体的，所述质量块57的外径为10mm～15mm；所述质量块57的厚度为0.5mm～3.5mm。本实施例中，所述质量块57的外径为12mm；所述质量块57的厚度为1mm。

需要说明的是，所述支承体54的材料、外边长和内边长，所述薄片55的材料、厚度和边长，所述开口56的位置和尺寸，以及所述质量块57的质量均会影响所述声学材料结构的工作频率和声辐射抑制效果。因此，在进行声学单元51的设计时，需要综合考虑支承体54、薄片55以及所述质量块57对声学材料结构性能的影响。具体的，增加所述支承体54的内边长、减小所述薄片55的厚度、增加所述质量块57的质量能够降低所述声学材料结构的工作频率；反之，能够增大所述声学材料结构的工作频率。

本实施例中，所述声学材料结构通过胶合剂与所述声辐射结构50贴合。

为计算本实施例构型的声学性能，选取有限元建模单元52如图9所示。所述有限元建模单元52包括：声辐射结构单元53、支承体54、薄片55和质量块57。

图10为本发明声学材料结构第三实施例的声学性能指标的有限元仿真结果。其中，图10(a)所示为该实施例所述的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图10(b)所示为该实施例所述的单个声学单元的振动力激励辐射声功率级结果。

图10(a)所示曲线在125Hz呈现尖峰，该尖峰的增值约6dB，尖峰有效带宽约20Hz。对应图10(a)，图10(b)中曲线在125Hz左右出现低谷，该低谷的减值和有效带宽均与该构型所述声学材料结构的法向入射传声损失曲线出现的尖峰相当，表明贴附该实施例所述的声学材料结构降低了该频段内原声辐射结构的声能辐射。

综上可见，本实施例与第二实施例相比，所述声学材料结构的工作频率较低，这是因为质量块57能够增加所述声学材料结构的质量，从而降低所述声学材料结构的工作频率，因此可以通过调节质量块57的质量对所述声学材料结构的有效工作频段进行调节。所述声学材料结构的法向入射传声损失频谱的尖峰处的增值较大，且尖峰有效带宽较大，这是由于所述质量块57能够有效增加所述声学材料结构的动态质量，从而能够抑制所述声辐射结构50的振动幅度，减小所述声辐射结构50辐射的声波能量。

为了验证通过有限元方法获得所述声学材料结构声学性能的精确度，本实施例通过对所述声学材料结构的法向入射传声损失性能指标进行了试验测定。

按照美国材料与试验协会(ASTM，简称American Society for Testing andMaterials)标准E2611-09：“Standard test method for measurement of normalincidence sound transmission of acoustical materials based on the transfermatrix method”，在声学阻抗管中采用四传声器法测试所述声学材料结构的法向入射传声损失。

图11为本发明第三实施例声学材料结构的法向入射传声损失的试验测定结果。

其中，图11(a)所示为该实施例所述的声学材料结构贴附于直径225mm，厚度1mm的均匀圆形铝板的法向入射传声损失结果；图11(a)中虚线代表均质圆形铝板未贴附第三实施例所述的声学材料结构的法向入射传声损失结果；图中实线代表均质圆形铝板贴附第三实施例所述的声学材料结构后的法向入射传声损失结果。

图11(b)所示为该实施例所述的声学材料结构贴附于直径225mm，厚度2mm的均匀圆形亚克力板的法向入射传声损失结果。图中虚线代表均质圆形亚克力板未贴附第三实施例所述的声学材料结构的法向入射传声损失结果；图11(b)中实线代表均质圆形亚克力板贴附第三实施例所述的声学材料结构后的法向入射传声损失结果。

从图11(a)和(b)中可以明显看出，无论待抑制声辐射的结构为铝板还是亚克力板，贴附本发明第三实施例所述的声学材料结构后，均能够明显提升原均质板100Hz～160Hz频段内的法向入射传声损失性能，尤其是峰值对应频率的125Hz，相比于均质板提高近10dB。

图12为本发明第三实施例声学材料结构的工作机理图。

其中，图12(a)为本发明第三实施例所述的声学材料结构的有限元建模单元52对应法向入射传声损失结果中的峰值频率(125Hz)处的空气质点速度方向分布图。

结合图9和图12(a)可以看出，当所述声学材料结构处于其法向入射传声损失结果中峰值频率处时，所述薄片55和质量块57引起的空气质点的运动方向与声辐射结构单元53引起的空气质点的运动方向相反，从而使得在远声场处实现空气质点的运动速度相互抵消，从而使声学材料结构具有很好的声辐射抑制效果。

图12(b)所示为本发明第三实施例所述的声学材料结构的有限元建模单元52对应法向入射传声损失结果中的谷值频率(135Hz)处的空气质点速度方向分布图。

结合图9和图12(b)可以看出，当所述声学材料结构处于其法向入射传声损失结果中谷值频率处时，所述薄片55和质量块57的运动方向与声辐射结构单元53辐射声波的方向相同，使得其推动周围空气介质的运动方向也与入射声波方向相同，从而使声波所携带的能量顺利透过该结构到达透声测。该频率恰好为薄片55包含质量块57所构成的等效弹簧振子系统的一阶共振频率，其计算公式如下

式中，k为薄片55的等效刚度，m为薄片55的等效自身重量和质量块57重量的总和。由于该共振态的出现，贴附该实所述的施例声学材料结构放大了声辐射结构原在该频率处的声辐射效率，导致整体结构的隔声性能反而不如未贴附该实施例所述的声学材料结构时的状态，这在实际降噪应用时需要格外注意，尽量避免激励声波的主要能量集中在该频段。

图12(c)所示为本发明第三实施例所述的声学材料结构的有限元建模单元52在法向入射声波激励条件下的声能透射、反射、吸收系数结果。

据图12(c)可知，125Hz频率处的透射系数几乎为0，而反射系数几乎为1，表明在该频段声波全部被整体结构所反射。而135Hz频率处透射系数出现尖峰，大量声能通过整体结构进入透声侧传播。

本实施例中，所述薄片55贴附于所述声辐射结构单元53的表面能够抑制所述声辐射结构单元53的振动。所述质量块57能够增加所述声学单元51的动态质量，进而增加声学单元51对所述声辐射结构单元53的声辐射抑制效果。

声学单元51的动态质量越大，对所述声辐射结构单元53的声辐射抑制效果越明显。声学单元51的动态质量与其法向声阻抗有关。

图12(d)所示为本发明第三实施例所述的声学材料结构的有限元建模单元52在法向入射声波激励条件下的声阻抗与传声损失的对比图。其中虚线代表法向入射传声损失，实线代表法向声阻抗。

有限元建模单元52的法向声阻抗是按下式获得

式中，P为所述有限元建模单元52与入射声波作用界面的压力值，U该界面处的空气质点速度(也等于结构表面的振动速度)，ρ₀为透声侧的空气密度，c₀为透声侧的空气声速。

据图可知，法向声阻抗在125Hz频率处出现正负值的跳变。若将该截面处的声阻抗等效为空气特征阻抗，则该等效阻抗可表述为z_e＝ρ_ec₀，当z_e为负值时，ρ_e也为负值，即该结构呈现负动态质量，而且该动态质量的绝对值大于未贴附声学材料结构的声辐射结构。这表明贴附声学材料结构后增加了整体结构的动态质量，降低了其振动幅值。

综合上述分析，每个声学单元51的薄片55在工作频段内具有特定的振动模式，一方面使得声辐射侧的近声场介质速度产生正反相位抵消，另一方面显著增加附载的等效动态质量，从而有效抑制所覆盖的声辐射结构50表面的声能辐射。

图13为本发明声学材料结构第四实施例的结构示意图。

本实施例与图7所述的本发明声学材料结构第二实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：所述声学单元59还包括位于所述空腔中的约束体63，所述约束体63通过连接件与所述支承体62连接。

所述约束体63通常位于所述薄片64的中心区域，有利于限制所述薄片64的非对称振动模态，实现对声学材料结构工作频率和工作带宽的调节。

本实施例中，所述约束体63中具有通孔，所述通孔在垂直于所述薄片64表面的方向上贯穿所述约束体63。

本实施例中，所述支承体62和约束体63的材料为亚克力。在其他实施例中，所述支承体和约束体的材料还可以为金属、石材、木材。

本实施例中，相邻声学单元59之间缝隙为5mm。

本实施例中，所述支承体62沿垂直于所述薄片64表面方向上的尺寸为3.5mm～4.5mm。具体的，所述支承体62沿垂直于所述薄片64表面方向上的尺寸为4mm。

本实施例中，所述支承体62的内边长为30mm～40mm。具体的，所述支承体62的内边长为35mm。

所述支承体62的厚度为所述支承体62外边长与内边长之差的一半。

本实施例中，所述支承体62的厚度为1mm～3mm。具体的，所述支承体62的厚度为2mm，所述外边长为39mm。

本实施例中，所述薄片64的材料为聚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属或非金属中的一种或两种组合。

本实施例中，所述薄片64的厚度为0.09mm～0.11mm。具体的，所述薄片64的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述薄片64的边长与所述支承体62的外边长相同。具体的，所述薄片64的边长为39mm。

本实施例中，所述约束体63为圆环形。

所述约束体63在垂直于所述薄片64表面方向上的尺寸为所述约束体63的厚度。

如果所述约束体63的厚度过大，容易使附加的重量代价增大；如果所述约束体63的厚度过小，不利于其对薄片64的非对阵模态的约束。本实施例中，所述约束体63的厚度为3mm。

如果所述约束体63的内径或外径过大，容易使所述薄片64的弯曲刚度过大，从而不利于所述薄片64产生低频的振动模式，从而难以实现低频的声辐射抑制效果；如果所述约束体63的内径或外径过小，不容易对其上的通孔进行加工并且影响泄压效率。本实施例中，所述约束体63的内径为7mm～9mm，具体的，所述约束体63的内径为8mm。所述约束体63的外径为11mm～13mm，具体的所述约束体63的外径为12mm。

本实施例中，所述约束体63邻近所述薄片64的面与所述支承体62的第一表面齐平。从而有利于简化制备工艺。

本实施例中，所述约束体63邻近所述声辐射结构单元61的面高于所述支承体的第二表面1mm，所述约束体57与所述声辐射结构单元61不接触，从而确保与支承体上表面连接的所述薄片64的开口65具有足够的泄压效率。

为计算本实施例构型的声学性能，选取有限元建模单元60如图13所示。

所述有限元建模单元60包括：声辐射结构单元61、支承体62、薄片64和约束体63。

图14为本发明声学材料结构第四实施例的声学性能指标的有限元仿真结果。其中，图14(a)所示为该实施例所述的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图14(b)所示为该实施例所述的单个声学单元的振动激励辐射声功率级结果。

图14(a)所示曲线在460Hz呈现尖峰，该尖峰的增值约5dB，尖峰有效带宽约10Hz。这是由于约束体63的采用一方面限制了薄片64的自由度数，改变了其刚度；另一方面使得透声侧由贴附声学材料结构所构造的空气腔变小，相比于具有相同结构参数和材料构成的第二实施例和第三实施例，该实施例的工作频率移向高频。

对应图14(a)，图14(b)中曲线在460Hz左右出现低谷，该低谷的减值和有效带宽均与该构型的法向入射传声损失曲线出现的尖峰相当，表明：贴附实施例4所述构型的声学材料结构降低了该频段内声辐射结构58的声能辐射。

上述实施例所述的声学材料结构，其构成中的声学单元38、44、51和59都是不接触的离散分布于待抑制声辐射结构58表面。进一步地，为了简化制备工艺和方便施工，第五实施例～第八实施例所述的声学材料结构将分散在每个声学单元38、44、51和59中的薄片做整块连续处理。

图15是本发明声学材料结构第五实施例的结构示意图。本实施例与图5所示的第一实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元67，所述多个声学单元67的薄片70相互连接，形成薄层。

所述多个声学单元的薄片70相互连接能够简化声学材料结构的组装方法，简化工艺流程。

本实施例中，所述薄片70的尺寸、形状，所述声辐射结构66的材料、尺寸，以及所述开口71的大小、位置和形状与图5所示的第一实施例相同，在此不多做赘述。

通过有限元分析方法对有限元建模单元68进行了计算，获取声学材料结构的声学性能指标如图16所示。

其中，图16(a)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图16(b)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的振动力激励辐射声功率级结果。

结合图6和图16可见，本实施例与图5所示的第一实施例的工作频段和声辐射抑制效果基本相同。这表明在本实施例所述声学材料结构的各声学单元间距较小的前提条件下，声辐射结构66一侧贴附本实施例所述声学材料结构的构成薄片70的连续性与否并不会显著影响其声学性能。这种对于薄片70的连续性处理显著简化了制作工艺和施工复杂度。

图17是本发明声学材料结构第六实施例的结构示意图。本实施例与图7所示的第二实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元73，所述多个声学单元73的薄片77相互连接，形成薄层。

所述多个声学单元的薄片77相互连接能够简化声学材料结构的组装方法，简化工艺流程。

本实施例中，所述薄片77的尺寸、形状，所述声辐射结构72的材料、尺寸，以及所述开口78的大小、位置和形状与图7所示的第二实施例相同，在此不多做赘述。

通过有限元分析方法对有限元建模单元74进行了计算，获取声学材料结构的声学性能指标如图18所示。

其中，图18(a)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图18(b)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的振动力激励辐射声功率级结果。

结合图18和图18可见，本实施例与图7所示的第二实施例的工作频段和声辐射抑制效果基本相同。这表明在本实施例所述声学材料结构的各声学单元73间距较小的前提条件下，声辐射结构72一侧贴附本实施例所述声学材料结构的构成薄片77的连续性与否并不会显著影响其声学性能。这种对于薄片77的连续性处理显著简化了制作工艺和施工复杂度。

图19是本发明声学材料结构第七实施例的结构示意图。本实施例与图9所示的第三实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元80，所述多个声学单元80的薄片84相互连接，形成薄层。

所述多个声学单元的薄片84相互连接能够简化声学材料结构的组装方法，简化工艺流程。

本实施例中，所述薄片84的尺寸、形状，所述声辐射结构79的材料、尺寸，以及所述开口95的大小、位置和形状与图9所示的第三实施例相同，在此不多做赘述。

通过有限元分析方法对有限元建模单元81进行了计算，获取声学材料结构的声学性能指标如图20所示。其中，图20(a)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图20(b)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的振动力激励辐射声功率级结果。

结合图10和图20可见，本实施例与图9所示的第三实施例的工作频段和声辐射抑制效果基本相同。这表明在本实施例所述声学材料结构的各声学单元80间距较小的前提条件下，声辐射结构79一侧贴附本实施例所述声学材料结构的构成薄片84的连续性与否并不会显著影响其声学性能。这种对于薄片84的连续性处理显著简化了制作工艺和施工复杂度。

图21是本发明声学材料结构第八实施例的结构示意图。本实施例与图13所示的第四实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元88，所述多个声学单元88的薄片93相互连接，形成薄层。

所述多个声学单元的薄片93相互连接能够简化声学材料结构的组装方法，简化工艺流程。

本实施例中，所述薄片93的尺寸、形状，所述声辐射结构87的材料、尺寸，以及所述开口94的大小、位置和形状与图13所示的第四实施例相同，在此不多做赘述。

通过有限元分析方法对有限元建模单元89进行了计算，获取声学材料结构的声学性能指标如图22所示。其中，图22(a)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的法向入射传声损失结果；图22(b)所示为该实施例声学材料结构的单个声学单元的振动力激励辐射声功率级结果。

结合图14和图22可见，本实施例与图13所示的第四实施例的工作频段和声辐射抑制效果基本相同。这表明在本实施例所述声学材料结构的各声学单元88间距较小的前提条件下，声辐射结构87一侧贴附本实施例所述声学材料结构的构成薄片93的连续性与否并不会显著影响其声学性能。这种对于薄片93的连续性处理显著简化了制作工艺和施工复杂度。

在实际应用时，待抑制声辐射结构多为不规则形状，尤其是一些具有曲线边界的结构，若要实现其上最大面积贴附声学材料结构的目的，所设计的声学材料结构的每个声学单元的形状则需要良好契合待抑制声辐射结构的形状。

图23为本发明声学材料结构可选的几类不开口支承体的结构示意图。其中，图23(a)所示为矩形支承体；图23(b)所示为正六边形支承体；图23(c)所示为圆形支承体。

在所述声学材料结构的应用过程中，可以根据待抑制声辐射结构的形状，选择不同的支承体。

图24是本发明声学材料结构第九实施例的结构示意图。

虚线框100中的部分为有限元建模单元的结构图。其中有限元建模单元包括声辐射结构单元101、支承体102、薄片103和质量块105。

本实施例与图9所示的本发明声学材料结构第三实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

本实施例中，所述支承体102为正六边形环；所述声辐射结构98为边界具有一定曲度的圆板。

本实施例中，所述支承体102的内切圆直径为30mm；所述支承体102的外接圆直径为33mm。

所述支承体102沿垂直于所述声辐射结构98表面方向上的尺寸为所述支承体102的厚度。本实施例中，所述支承体102的厚度为2mm。

所述薄片103为正六边形。本实施中，所述薄片103外接圆直径为33mm。本实施例中，所述薄片103的厚度为0.1mm。

所述薄片103的材料为聚酰亚胺。

本实施例中，所述质量块105的材料为紫铜。

本实施例中，所述质量块105为环形。所述质量块105的外径为12mm，内径为8mm。且所述质量块105的内径等于所述开口104的直径。所述质量块105的中心与所述开口104的中心重合。

所述质量块105沿垂直于所述薄片103表面的方向上的尺寸为所述质量块105的厚度。具体的，本实施例中，所述质量块105的厚度为1mm。

本实施例中，相邻声学单元99的支承体102之间的距离为2.5mm。

本实施例中，所述声辐射结构98为均质铝板，其直径为225mm，厚度为1mm。

图25为本发明声学材料结构第九实施例的法向入射传声损失的试验测定结果。图中虚线代表均质铝板未贴附第九实施例所述的声学材料结构的法向入射传声损失结果；图19中实线代表均质铝板贴附第九实施例所述的声学材料结构后的法向入射传声损失结果。

从图25中可以明显看出，均质铝板贴附第九实施例所述的声学材料结构后，能够明显提升原均质板150Hz～250Hz频段内的法向入射传声损失性能，尤其是峰值对应频率的225Hz，相比于未贴附第九实施例所述的声学材料结构的均质铝板提高近10dB。

图26为本发明声学材料结构第九实施例的振动力激励声学性能的试验测定结果图。试验装置如图4(b)所示，其中激振器的激励位置为声辐射板中心，加速度传感器贴于其临近位置，透声腔中的传声器测量远声场声压。由此获得三个传递函数，分别为加速度/力、声压/加速度、声压/力。

图26中将试验获得的三个传递函数，即加速度/力、声压/加速度、声压/力的幅值(分别以|a/F|、|P/a|和|P/F|表示)进行对比分析。其中，虚线对应未贴附第九实施例所述的声学材料结构的均质铝板的传递函数幅值；实线对应均质铝板贴附第九实施例所述的声学材料结构后的传递函数幅值。

其中，线1所示频率为|a/F|的谷值频率，表明：本发明声学材料结构第九实施例在该频率以等效动态质量方式最大程度地降低声辐射结构的振动幅度；线2所示频率为|P/a|的跳变频率，表明：本发明声学材料结构第九实施例在该频率开始以声波正反相位抵消方式对声辐射结构的声能辐射进行抑制；线3所示频率为|a/F|的跳变频率，表明：本发明声学材料结构第九实施例在该频率结束以等效动态质量方式对声辐射结构的振动幅度进行降低。

线1、线2和线3将三个传递函数的幅值频谱划分为四个频段，具体而言：

低于线1对应频率的频段内，贴附第九实施例所述的声学材料结构后整体结构的|a/F|明显低于未贴附该声学材料结构的结构；贴附该声学材料结构后整体结构的|P/a|则高于未贴附该声学材料结构的结构；而贴附该声学材料结构后整体结构的|P/F|依然低于未贴附该声学材料结构的结构。表明贴附本发明第九实施例所述的声学材料结构在该频段内主要以等效动态质量方式抑制声辐射结构的振动幅度，从而降低声辐射结构的声能辐射效率。

介于线1与线2对应频率的频段内，贴附第九实施例所述的声学材料结构后整体结构的|a/F|依然低于未贴附该声学材料结构的结构，但两者差距开始缩小；贴附该声学材料结构后整体结构的|P/a|则开始呈单调递减趋势显著逼近未贴附该声学材料结构的结构；贴附该声学材料结构后整体结构的|P/F|依然维持在最大差值水平低于未贴附该声学材料结构的结构。表明贴附本发明第九实施例所述的声学材料结构在该频段内依然主要以等效动态质量方式抑制声辐射结构的振动幅度，从而降低声辐射结构的声能辐射效率。

介于线2与线3对应频率的频段内，贴附第九实施例所述的声学材料结构后整体结构的|a/F|依然低于未贴附该声学材料结构结构，但两者差距逐渐缩小殆尽；贴附该声学材料结构后整体结构的|P/a|则维持在较大差值水平显著低于未贴附该声学材料结构的结构；贴附该声学材料结构后整体结构的|P/F|依然维持在较大差值水平低于未贴附该声学材料结构的结构。表明贴附本发明第九实施例所述的声学材料结构在该频段内同时以等效动态质量方式抑制声辐射结构的振动幅度和以声波正反相位抵消方式对声辐射结构的声能辐射进行抑制，从而综合降低声辐射结构的声能辐射效率。

高于线3对应频率的频段内，贴附第九实施例所述的声学材料结构后整体结构的|a/F|开始高于未贴附该声学材料结构的结构；贴附该声学材料结构后整体结构的|P/a|依然维持在较大差值水平显著低于未贴附该声学材料结构的结构；贴附该声学材料结构后整体结构的|P/F|仅在250Hz以下频段低于未贴附该声学材料结构的结构，250Hz以上频段已经与未贴附该声学材料结构的结构无甚差别。表明贴附本发明第九实施例所述的声学材料结构在该频段内两种功能此消彼长，主要以声波正反相位抵消方式对声辐射结构的辐射声能进行抑制。

在实际应用时，对于附加降噪材料的重要要求严苛的场合，例如飞机、航空航天器等采用的降噪材料，可考虑将上述连续形状的支承体做离散化以及合并化处理。

图27为本发明声学材料结构可选的几类具有开口的支承体的结构示意图。其中，图27(a)所示为具有开口的矩形环支承体；图27(b)所示为具有开口的正六边形环支承体；图27(c)所示为具有开口的圆环支承体；图27(d)所示为十字支承体支部；图27(e)所示为圆柱支承体支部形成的支承体；图27(f)所示为Y字支承体支部形成的支撑体。可以根据声辐射结构表面的形状选择合适的支承体。

图28是本发明声学材料结构第十实施例的结构示意图。

本实施例与图9所示的声学材料结构第三实施例的相同之处，在此不多做赘述不同之处在于：所述支承体中具有开口114，所述开口114在所述支承体厚度方向上贯穿所述支承体，所述开口114将支承体分为多个支部，所述支承体支部112不接触。

所述支承体113中具有开口，所述开口在所述支承体113的厚度方向上，以及垂直于所述薄片表面的方向上贯穿所述支承体。当所述声辐射结构112发生振动时，所述空腔中的空气能够通过所述开口实现声压的泄放，从而能够进减小声辐射结构112与所述薄片114的振动耦合，进而能够减小所述声辐射结构112与所述薄片114之间的介质因两者相对运动而产生的“弹簧效应”，改善所述声学材料结构声学性能。其次，所述支承体113中具有开口能够减小所述支承体113的刚度，从而降低声辐射结构112的振动对所述薄片114的振动的影响，从而能够改善声学材料结构的声学性能。此外，所述支承体113中具有开口，则所述声学材料结构的刚度可以根据所述支承体113中开口的大小进行调节，进而能够对声学材料结构的工作频率进行调节。

本实施例中，相邻声学单元共用支承体的部分边框。

本实施例中，所述支承体113为方环形，所述支承体113各边上均具有一个开口。所述支承体113的厚度方向为所述支承体的边在垂直于所述边延伸方向上的尺寸。

所述支承体113的各支部不接触，能够在所述薄片114振动过程中释放所述空腔中的声压，从而减小所述空腔中介质的弹簧效应，进而降低薄片114和声辐射结构112的近声场耦合，改善所述声学材料结构的低频声辐射抑制性能。其次，能够通过调节相邻所述支承体支部之间的距离调节所述薄片114的等效刚度，进而调节所述声学材料结构的工作频率。

本实施例中，所述薄片114中具有开口。在其他实施例中，所述薄片中还可以不具有开口。

所述支承体113的支部沿平行于所述支承体相对的凸缘距离为所述支承体支部距离。

如果所述支承体113的支部距离过大，不利于所述薄片114与所述声辐射结构112之间的连接，容易导致所述薄片114脱落；如果支承体113的支部距离过小，不利于减小所述空腔中的声压，且不容易降低所述薄片114的工作频率，进而不容易改善所述声学材料结构的性能。具体的，所述支承体113的支部距离为14mm～16mm。本实施例中，所述支承体113的支部距离为15mm。

所述支承体113的支部沿所述薄片114向上的尺寸为0.5mm～4.5mm。本实施例中，所述支承体113的支部沿所述薄片114向上的尺寸为1mm。

本实施例中，所述薄片114为聚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属或非金属中的一种或两种组合。

所述薄片114的厚度为0.09mm～0.11mm。本实施例中，所述薄片114的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元。相邻声学单元的支承体支部的对应边平行设置。

本实施例中，所述声辐射结构112为均质铝板，其直径为225mm，厚度为2mm。

图29为本发明声学材料结构第十实施例的法向入射传声损失的试验测定结果。图中虚线代表均质铝板未贴附第十实施例所述的声学材料结构的法向入射传声损失结果；图中实线代表均质铝板贴附第十实施例所述的声学材料结构后的法向入射传声损失结果。

从图29中可以明显看出，均质铝板贴附第十实施例所述的声学材料结构后，能够明显提升原均质板180Hz～230Hz频段内的法向入射传声损失性能，尤其是峰值对应频率的210Hz，相比于原均质板提高近8dB。

图30是本发明声学材料结构第十一实施例的结构示意图。

本实施例与图28所示的声学材料结构第十实施例的相同之处，在此不多做赘述不同之处在于：所述支承体117的支部呈Y字形。

本实施例中，所述支承体117的支部之间的距离为5mm。

所述支承体117的支部沿所述薄片118表面方向上的尺寸为2mm。

本实施例中，所述薄片118为聚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属、非金属中的一种或两种组合。

本实施例中，所述薄片118的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元。相邻声学单元的支承体117的支部的对应边平行设置。

本实施例中，所述声辐射结构116为均质铝板，其直径为225mm，厚度为1mm。

图31为本发明声学材料结构第十一实施例的法向入射传声损失的试验测定结果。图中虚线代表均质铝板未贴附第十一实施例所述的声学材料结构的的法向入射传声损失结果；图中实线代表均质铝板贴附第十实施例所述的声学材料结构后的法向入射传声损失结果。

从图31中可以明显看出，均质铝板贴附第十一实施例所述的声学材料结构后，能够明显提升原均质板150Hz～270Hz频段内的法向入射传声损失性能，尤其是峰值对应频率的220Hz，相比于原均质板提高近5dB。

以上实施例所述声学材料结构中薄片的开口形状均为圆形。圆形开口在制备工艺简化度和服役可靠性(主要指防撕裂)等方面都具有一定的优势。在一些特殊应用的场合，例如为了美观性、艺术性等要求，薄片的开口形状可以为其他特殊形状，例如椭圆形、矩形、三角形等。

图32为本发明不同薄片开口形式的声学单元的结构示意图。其中，图32(a)所示为薄片中心区域开椭圆形口；图32(b)所示为薄片中心区域开矩形口；图32(c)所示为薄片中心区域开多个不同形状口；图32(d)所示为薄片外围区域开矩形长条形口；图32(e)所示为薄片外围区域开三角形口；图32(f)所示为薄片外围区域开矩形口；图32(g)所示为正六边形薄片的外围区域具有对角开口；图32(h)所示为正六边形薄片外围区域具有对边开口；图32(i)所示为正六边形薄片边界区域全开口，并通过弹簧使所述薄片与支承体连接。

图33是本发明声学材料结构第十二实施例的结构示意图。本实施例与图24所示的第九实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

所述薄片122包括中心区域和包围所述中心区域的外围区域，所述开口位于所述外围区域，且所述开口自所述中心区域边缘延伸至所述外围区域边缘。

本实施例中，所述开口位于所述薄片122的外围区域，所述外围区域的薄片用于提供反向运动的刚度，所述中心区域的薄片用于产生反向振动从而抵消正向传播的声波。因此，所述开口位于所述薄片122的外围区域能够使这两种作用解耦开来，从而为声学材料结构的参数优化设计带来便利。

本实施例中，所述开口的个数为多个。多个开口的形状和尺寸相同，且多个开口呈中心对称分布。

本实施例中，所述中心区域的薄片为圆形。

本实施例中，所述外围区域的薄片为矩形，且所述外围区域的薄片连接所述中心区域的薄片与所述支承体121。相邻所述外围区域薄片与所述中心区域的薄片围成所述开口。

本实施例中，所述支承体121为正六边环形。

本实施例中，所述支承体121的厚度2mm，所述支承体121的外接圆直径为33mm，所述支承体121的内接圆直径为30mm。

本实施例中，所述薄片122为聚醚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属、非金属中的一种或两种组合。

本实施例中，所述薄片122的厚度为0.1mm。

所述外围区域薄片的宽度为平行于与其连接的支承体的边延伸方向上的尺寸，所述外围区域薄片的长度为垂直于所述外围区域宽度方向上的尺寸。

如果所述外围区域薄片的宽度过大或长度过小，容易使所述薄片122的刚度过大，从而不利于降低所述声学材料结构的工作频率；如果所述外围区域薄片的宽度过小或长度过大，不利于所述薄片122与支承体121之间的连接。具体的，本实施例中，所述外围区域薄片的宽度为1.5mm～2.5mm，具体的，所述外围区域薄片的宽度为2mm；所述外围区域薄片的长度为1mm～5mm，本实施例中，所述外围区域薄片的长度为4mm。

如果所述中心区域薄片的直径过大，容易减小所述开口的面积，从而不利于减小所示空腔中空气的弹簧效应；如果所述中心区域薄片的直径过小，所述中心区域薄片振动引起的反向空气质点速度不容易抵消所述声辐射结构119振动引起的正向空气质点速度，进而不利于改善所述声学材料结构的声辐射抑制性能。具体的，所述中心区域薄片的直径为16mm～20mm，本实施例中，所述中心区域薄片的直径为18mm。

本实施例中，所述质量块123的材料为紫铜，所述质量块123为环形。

图34为本发明声学材料结构第十二实施例的法向入射传声损失的有限元仿真结果图。图中虚线代表均质铝板未贴附第十二实施例所述的声学材料结构的法向入射传声损失结果；图中实线代表均质铝板贴附第十二实施例所述的声学材料结构后的法向入射传声损失结果。

从图34中可以明显看出，均质铝板贴附第十二实施例所述的声学材料结构后，能够明显提升原均质板80Hz～110Hz频段内的法向入射传声损失性能，尤其是峰值对应频率的90Hz，相比于原均质板提高近38dB。

图35是本发明声学材料结构第十三实施例的结构示意图。右图为左图去除第一质量块后的结构示意图。

本实施例与图9所示本发明第三实施例声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

本实施例中，所述声辐射结构单元124包含声辐射结构开口125；所述薄片127包括中心区域和包围所述中心区域的外围区域，所述开口位于所述外围区域，且所述开口沿所述外围区域与中心区域接触面的法线方向上贯穿所述外围区。

本实施例中，所述质量块为纽扣型质量块。所述质量块包括第一质量块128和第二质量块129，所述第一质量块128位于所述薄片127表面，所述的第一质量块128位于所述第二质量块129和所述薄片127之间，所述第二质量块129沿平行于所述薄片127表面方向上的横截面积大于所述第一质量块128沿平行于所述薄片127表面方向上的横截面积。

本实施例中，所述声辐射结构单元124中声辐射结构开口125的形状为圆形，所述声辐射结构开口125的直径为14mm。

本实施例中，所述开口的个数为多个。多个开口的形状和尺寸相同，且多个开口呈中心对称分布，对称中心与所述薄片127的中心重合。

本实施例中，所述中心区域和外围区域的薄片127材料相同。在其他实施例中，所述中心区域和外围区域的薄片材料不相同。

本实施例中，所述中心区域的薄片为正方形。

本实施例中，所述外围区域的薄片为矩形，且所述外围区域的薄片连接所述中心区域的薄片与所述支承体126。相邻所述外围区域薄片与所述中心区域的薄片围成所述开口。

本实施例中，所述支承体126为正方环形。

本实施例中，所述支承体126的厚度分别为2mm和15mm，所述支承体126的外边长为36.25mm，所述支承体126的内边长为34mm。

本实施例中，所述薄片127为聚醚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属、非金属中的一种或两种组合。

本实施例中，所述薄片127的厚度为0.1mm。

所述外围区域薄片的宽度为0.75mm；所述外围区域薄片的长度为20mm～21mm，本实施例中，所述外围区域薄片126的长度为20.47mm。

所述中心区域薄片的边长为4mm～5mm，本实施例中，所述中心区域薄片的边长为4.5mm。

本实施例中，所述质量块包括第一质量块128和第二质量块129，所述第一质量块128的形状为正方环形，所述第一质量块128的外边长为4.5mm，所述第一质量块128的内边长为3mm；所述第二质量块129的形状为圆形，所述第二质量块129的直径为20mm；所述第一质量块128和第二质量块129的厚度均为1mm。

本实施例中，第一质量块128和第二质量块129的材料均为紫铜。

本实施例中，声学材料结构的定振幅位移激励辐射声功率级的有限元仿真结果的测定方法：在前述声学材料结构的振动力激励辐射声功率级的有限元仿真结果测定方法的基础上，去掉在声辐射结构28(如图4所示)的中心点上施加的点力载荷激励，改为在声辐射结构28的边界上施加振幅为1×10^-6m的位移激励，按照下式计算透声侧远声场位置处的辐射声功率级(Sound Power Level，简写为SPL)

SPL＝10log₁₀(P_t/P_re)

式中，P_t为透射声功率，可通过获取透射空气腔的声压来计算得到；

P_re＝10^-12W为参考声功率。

图36为本发明第十三实施例声学材料结构的振动位移激励辐射声功率级的有限元仿真结果图。图中虚线代表未贴附声学材料结构的含声辐射结构开口125的铝板的振动位移激励辐射声功率级结果；图中实线代表含声辐射结构开口1254的铝板贴附本发明第十三实施例声学材料结构(支承体126厚度为2mm)后的振动位移激励辐射声功率级结果；图中点划线代表含声辐射结构开口125的铝板贴附本发明第十三实施例声学材料结构(支承体126厚度为15mm)后的振动位移激励辐射声功率级结果。

从图36中可以明显看出，含声辐射结构开口125的铝板贴附声学材料结构后，能够明显提升原声辐射结构在200Hz～230Hz频段内的振动位移激励辐射声功率级性能，尤其是谷值对应频率，支承体126厚度为2mm的声学材料结构在该频率(205Hz)，相比于含通孔板降低近8dB；支承体126厚度为15mm的声学材料结构在该频率(210Hz)，相比于含通孔板降低近16dB。表明支承体126厚度的增加，使得该实施例的质量块距离声辐射结构板单元124上声辐射结构开口125的距离增加，改善了该声学单元的声偶极子辐射性能，从而使得该实施例的声辐射抑制效果得到明显提升。

图37是本发明声学材料结构第十四实施例的结构示意图。本实施例与图9所示的第三实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

所述声辐射结构单元130的声辐射侧具有凸起131；所述薄片133包括中心区域和包围所述中心区域的外围区域，所述开口位于所述外围区域，且所述开口沿所述外围区域与中心区域接触面的法线方向上贯穿所述外围区。

本实施例中，所述凸起131上具有薄片135。

所述薄片135用于抵消所述声辐射结构的凸起131产生的声波辐射。

所述开口还位于所述薄片133中心区域，所述质量块134为环形，且所述质量块134暴露出所述开口。所述凸起131通过所述薄片133中心区域的开口贯穿所述薄片133。

本实施例中，所述凸起131的形状为圆柱形，所述凸起131的直径为8mm，所述凸起131的高度为15mm。

本实施例中，所述开口的个数为多个。多个开口的形状和尺寸不相同，且多个开口呈中心对称分布。

本实施例中，所述中心区域的薄片133为圆环形。

本实施例中，所述外围区域的薄片133为矩形，且所述外围区域的薄片133连接所述中心区域的薄片133与所述支承体132。相邻所述外围区域薄片133与所述中心区域的薄片133围成所述开口。

本实施例中，所述支承体132为正方环形。

本实施例中，所述支承体132的厚度为4mm，所述支承体132的外边长为35mm，所述支承体132的内边长为29mm。

本实施例中，所述薄片133为聚对苯二甲酸二醇酯。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺或聚醚酰亚胺。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属、非金属及其混合物。。

本实施例中，所述薄片133的厚度为0.1mm。

所述外围区域薄片133的宽度为4mm；所述外围区域薄片的长度为4mm～8mm，本实施例中，所述外围区域薄片的长度为6mm。

本实施例中，所述中心区域薄片133的外直径为18mm，所述中心区域薄片133的内直径为14mm。

本实施例中，所述质量块134的形状为圆环形，所述质量块134的外直径为16mm，所述质量块134的内直径为14mm；所述质量块134的厚度为1mm。

本实施例中，所述质量块134的材料为紫铜。

本实施例中，所述薄膜135的形状为圆形，所述薄膜135的直径为20mm，所述薄膜135的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述薄膜135为聚氯乙烯。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚乙烯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄膜的材料还可以为复合纤维或金属。

图38是本发明声学材料结构第十五实施例的结构示意图。本实施例与图35所示的第十三实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

所述声辐射结构单元136不包含声辐射结构开口。所述质量块包括第一质量块139和第二质量块140，且所述第二质量块140位于所述的第一质量块139的上方，所述第二质量块140的面积大于所述第一质量块139的面积，所述第二质量块140中含贯通空腔141。

本实施例中，所述支承体137的厚度为4mm，所述支承体137的外边长为35mm，所述支承体137的内边长为29mm。

本实施例中，所述薄片138为聚乙烯。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属、非金属中的一种或两种组合。

本实施例中，所述质量块包括第一质量块139和第二质量块140，所述第一质量块139的形状为正方环形，所述第一质量块139的外边长为4.5mm，所述第一质量块139的内边长为3mm；所述第二质量块140的形状为圆柱形，所述第二质量块140的直径为20mm；所述第一质量块139的厚度为1mm，所述第二质量块140的厚度为10mm。

本实施例中，所述第二质量块140中含贯通空腔141，所述贯通空腔141的形状为圆柱形，所述贯通空腔141的直径为4mm。

本实施例中，第一质量块139和第二质量块140的材料均为紫铜。

本实施例中，所述声辐射结构单元136的厚度为1mm，所述声辐射结构单元136的材料为铝。

图39为本发明声学材料结构第十五实施例的振动位移激励辐射声功率级的有限元仿真结果图。图中虚线代表均匀铝板侧的辐射声功率级结果；图中实线代表贴附声学材料结构侧的辐射声功率级结果。

从图39中可以明显看出，均匀铝板贴附声学材料结构后，能够明显提升该侧109Hz附近频段内的振动位移激励辐射声功率级性能，尤其是谷值对应频率，相比于均匀铝板侧降低近1.5dB。

图40是本发明声学材料结构第十六实施例的结构示意图。本实施例与图38所示的第十五实施例所述的声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

如图41左图所示，所述质量块中具有亥姆霍兹共振腔145。

所述质量块中具有亥姆霍兹共振腔145，能够改善声学材料在固有频率附近的隔声效果，展宽所述声学材料的工作频带。

具体的，所述亥姆霍兹共振腔145位于所述第二质量块144中，且所述亥姆霍兹共振腔145贯穿所述第二质量块144。

所述亥姆霍兹共振腔145包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体为柱体，所述第一腔体包括第一端面，所述第二腔体包括第二端面，所述第一端面与第二端面相连，且所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积。

本实施例中，所述第一腔体和第二腔体为圆柱体，所述第一端面的直径大于所述第二端面的直径。

或者如图41右图所示，所述质量块中具有抗性消声腔146。具体的，所述抗性消声腔146位于所述第二质量块146中，且所述抗性消声腔146贯穿所述第二质量块146。

所述质量块中具有抗性消声腔146，能够改善声学材料在固有频率附近的隔声效果，展宽所述声学材料的工作频带。

所述抗性消声腔146包括第一腔体、第二腔体和位于所述第一腔体和第二腔体之间的第三腔体。所述第一腔体、第二腔体和第三腔体均为柱体。所述第一腔体、第二腔体和第三腔体的母线平行，第三腔体的两个端面分别与第一腔体的端面以及第二腔体的断面连接，所述第一腔体端面的面积小于所述第三腔体的端面面积，所述第二腔体直径小于所述第三腔体直径。

具体的，所述第一腔体、第二腔体和第三腔体均为圆柱体。所述第一腔体直径小于所述第三腔体的直径，所述第二腔体的直径小于所述第三腔体的直径。

本实施例中，所述支承体为矩形支部143，所述支承体矩形支部143的厚度为8mm，所述支承体矩形支部143的宽度为10mm。

本实施例中，所述第二质量块145的材料为亚克力。

图41是本发明声学材料结构第十七实施例的结构示意图。

本实施例与图9所示的第三实施例所述的声学材料结构的相同之处，在此不多做赘述，不同之处在于：

所述支承体149中具有所述开口，所述开口在平行于所述薄片150表面的方向上贯穿所述支承体149。

所述支承体149具有所述开口，所述开口能够在所述薄片150振动过程中释放所述空腔中的声压，从而减小所述空腔中空气的弹簧效应，进而降低薄片150和声辐射结构单元148的近声场耦合，改善所述声学材料结构的低频声辐射抑制性能。其次，能够通过所述开口的尺寸调节所述薄片150的刚度，从而能够调节所述声学材料结构的工作频率。另外，所述支承体149中具有开口能够减小所述薄片150与所述声辐射结构单元148之间的连接刚度，从而减小声辐射结构单元148的振动与所述薄片150的振动之间的相互影响，进而能够改善声学材料结构的性能。

本实施例中，所述薄片150中不具有开口。在其他实施例中，所述薄片中还可以具有开口。

所述开口沿平行于所述开口所在的支承体149边缘的尺寸为所述开口的宽度。所述开口的宽度为9mm～11mm。本实施例中，所述开口的宽度为10mm。

所述支承体149为5.6mm～6.5mm。本实施例中，所述支承体149为6mm，所述外边长为35.5mm。

所述支承体149内边长为25mm～33mm。本实施例中，所述支承体149的内边长为29.5mm。

所述支承体149沿所述薄片150向上的尺寸为3.5mm～4.5mm。本实施例中，所述支承体149沿所述薄片150向上的尺寸为4mm。

本实施例中，所述薄片150为聚酰亚胺。在其他实施例中，所述薄片的材料还可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸二醇酯。所述薄片的材料还可以为复合纤维、金属、非金属中的一种或两种组合。

所述薄片150的厚度为0.09mm～0.11mm。本实施例中，所述薄片150的厚度为0.1mm。

本实施例中，所述薄片150的边长与所述支承体149的外边长相同。具体的，所述薄片150的边长为35.5mm。

所述空腔中具有吸声层151，所述吸声层151能够增加对所述声辐射结构单元148辐射的声能的吸收，拓宽工作频带。

本实施例中，所述吸声层151的材料为纤维棉或开孔泡沫。具体的，所述吸声层151的材料为玻璃纤维棉，其名义流阻率为19000Nsm^-4。

本实施例中，如果所述吸声层151的厚度过大，容易减小所述薄片150的振动幅度，从而不利于改善所述声学材料结构的隔声效果；如果所述吸声层151的厚度过小，不利于吸声层151对所述声辐射结构单元148辐射的声能进行有效吸收，具体的，所述吸声层151的厚度为1.8mm～2.2mm。本实施例中，所述吸声层151的厚度为2mm。

根据有限元分析方法，得出所述声学材料结构的法向入射传声损失结果如图42所示。其中，虚线代表不含吸声层151的声学材料结构的法向入射传声损失结果；实线代表含吸声层151的声学材料结构的法向入射传声损失结果。

由图42可以看出，填充吸声层151后，法向入射传声损失曲线上的特征峰谷出现频率移向低频，而且峰值下降但谷值抬高，整体有效带宽拉宽。

本实施例的声学材料结构尤其适合在所贴附的声学材料结构具有大尺度高度的条件下，此时因贴附声学材料结构所构成的空腔体积较大，吸声材料的填充厚度也可以随之增加，使得整个构型的吸声性能得到更好的增强。

图43是本发明声学材料结构第十八实施例的结构示意图。其中图43右图为左图的剖面图。

本实施例与图9所示的第三实施例所述的声学材料结构的相同之处，在此不多做赘述，不同之处在于：

所述声学材料结构用于贴附于所述声辐射结构单元152的两侧，则可以减小所述声辐射结构单元152两侧辐射的声波能量。具体的，分别在所述声辐射结构单元152两侧贴附第一声学单元和第二声学单元。

本实施例中，所述声辐射结构单元152两侧声学单元的尺寸和结构相同。具体的，所述第一声学单元中的薄片154与第二声学单元中的薄片158的尺寸和材料相同，且与图9所示的薄片相同；所述第一声学单元中的支承体153与第二声学单元中的支承体157的尺寸和材料相同，且与图9所示的支承体相同。所述第一声学单元中的质量块156与所述第二声学单元中的质量块160的尺寸相同。所述第一声学单元中的开口155与所述第二声学单元中的开口159的尺寸相同

本实施例中，所述第一声学单元中的质量块156的材料为紫铜。所述第二声学单元中的质量块160的材料为亚克力。

根据有限元分析方法，得出所述声学材料结构的法向入射传声损失结果如图45所示。

由图44可以明显看出曲线中出现了两个明显的尖峰，分别位于125Hz和265Hz。其中125Hz频率处的法向入射传声损失尖峰对应第一声学单元的工作频率。265Hz频率处的法向入射传声损失尖峰则对应第二声学单元的工作频率。由此可见，在待抑制声辐射结构的两侧贴附声学材料结构，能够在各自的有效工作频带内均能够良好地展现自身的降噪作用，而且对于提高作为隔声应用的板结构的隔声性能具有重要的应用价值。

在其他实施例中，所述声辐射结构两侧还可以贴附相同的声学材料结构或贴附其他实施例中的声学材料结构。

图45是本发明声学材料结构第十九实施例的结构示意图。图45中右图为左图的剖面图。本实施例与图9所示第三实施例所述声学材料结构的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

所述声学单元包括多个层叠排列的薄片，且相邻薄片之间具有空腔。能够通过调节不同层的薄片及所述空腔，使声学单元具有不同的工作频率。

实际降噪工程中很少遇到噪声能量集中在某单一频率的情况，更多的是在噪声频谱中呈现出多个离散频率的噪声尖峰或较宽频段的噪声峰瓣。此外，例如交通运载工具的壳体上实施降噪措施，其外侧表面往往优先保证气动外形的要求，无法贴附本发明提出的声学材料结构，因此只能贴附在内侧。此时，在声辐射结构上贴附本实施例的声学材料结构可以对多个频率的声波进行隔声。

本实施例中，所述声学单元包括两层薄片，分别为第一薄片163和第二薄片165，所述第一薄片163位于所述第二薄片165和所述声辐射结构单元161之间。

所述空腔包括位于所述第一薄片163和声辐射结构单元161之间的第一空腔，以及位于所述第一薄片163和第二薄片165之间的第二空腔。

本实施例中，所述声学单元的支承体包括：连接所述第一薄片163和声辐射结构单元161之间的第一支承体162；连接所述第一薄片163和第二薄片165的第二支承体164。

所述开口包括：位于所述第一薄片163中的第一开口168，以及位于所述第二薄片165中的第二开口166。

所述质量块包括：位于所述第一薄片163上的第一质量块169，所述第一质量块169暴露出所述第一开口168，以及位于所述第二薄片165上的第二质量块167，所述第二质量块167暴露出所述第二开口166。

本实施例中，所述第一薄片163与第二薄片165的尺寸和材料相同，且与图9所示第三实施例的薄片相同；所述第一开口168与第二开口166的尺寸和形状相同，且与图9所示第三实施例的开口相同；所述第一支承体162和第二支承体164的形状和材料相同，且与图9所示第三实施例的支承体相同。

本实施例中，所述第一质量块169与所述第二质量块167的尺寸和形状相同，所述第一质量块169的材料为紫铜，所述第二质量块167的材料为亚克力。

根据有限元分析方法，得出所述声学材料结构的法向入射传声损失结构如图46所示。

由图46可以明显看出曲线中出现了两个明显的尖峰，分别位于125Hz和265Hz。其中125Hz频率处的法向入射传声损失尖峰对应所述第一薄片163，而265Hz频率处的法向入射传声损失尖峰则对应所述第二薄片165。由此可见所述声学单元包括多个薄片和空腔，可以使所述声学材料结构具有多个离散的有效工作频带，并在所述多个有效工作频带能够良好地展现自身的降噪作用。

该实施例所述的构型非常适合应用于针对多个离散频率的噪声尖峰或较宽频段的噪声峰瓣的隔声需求场合。

本发明还提供一种声学材料结构的组装方法，包括：提供声辐射结构，所述声辐射结构包括声辐射面；形成声学材料结构；将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面，使所述薄片与声辐射面之间形成空腔，并使所述空腔与所述开口贯通。

本实施例中，形成所述声学材料结构的步骤包括：形成声学材料结构单元。

如果所述声学单元如图5所示。

形成所述声学单元的步骤包括：提供薄片层；通过激光切割工艺，将所述薄片层切割为薄片，所述薄片中具有所述开口。所述薄片的尺寸和材料与图2所示的薄片相同。

将所述声学材料结构单元贴附于所述声辐射面的步骤包括：使所述声学材料结构单元的薄片的边缘部分或全部与所述声辐射面贴合，并使所述薄片与所述声辐射面之间形成空腔。

所述声学单元如图7所示，则所述声学材料结构的组装方法与图5所示声学材料结构的组装方法的相同之处，在此不多做赘述，不同之处在于：

所述声学材料结构单元还包括支承体，所述支承体包括相对的第一表面和第二表面，所述薄片覆盖所述第一表面和所述空隙，形成空腔。

所述声学材料结构单元还包括支承体，则在形成所述声学材料结构的过程中，可以通过所述支承体对声学材料结构单元的尺寸和位置进行控制，从而有利于声学材料结构单元的均一性，提高所形成的声学材料结构性能。相邻声学材料结构单元之间具有缝隙，能减小多个声学材料结构单元支承体组成的整个框架的刚度，从而减小薄片与声辐射结构之间的相互影响，进而减小声辐射结构振动对薄片振动模式的影响，进而改善所述声学材料结构单元的低频隔声性能。

所述声学材料结构的组装方法包括：

形成所述声学材料结构单元的步骤包括：形成薄片和支承体；通过胶合剂将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面上。

形成所述支承体的步骤包括：提供支承体板；通过激光切割工艺，将所述支承体板切割为支承体。

所述薄片的材料和尺寸与图7所示的声学材料结构单元的薄片相同。所述支承体与图7所示声学材料结构单元的支承体相同。

将所述声学材料结构单元贴附于所述声辐射面的步骤包括：使所述声学材料结构单元的第二表面与所述声辐射面贴合。

通过胶合剂使所述声学材料结构单元的第二表面与所述声辐射面贴合。

如果所述声学单元如图9所示，则所述声学材料结构的组装方法与图7所示声学材料结构的组装方法的相同之处，在此不多做赘述，不同之处在于：

形成所述第三声学材料结构单元的步骤包括：提供所述质量块和薄片；形成支承体；将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面；将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面之后，将所述质量块粘贴在所述薄片表面；将所述质量块粘贴在所述薄片表面之后，去除所述质量块围成区域下方的薄片，在所述薄片中形成开口。

形成支承体的步骤包括：提供支承体板；通过激光切割工艺，将所述支承体板切割为支承体。

所述薄片的材料和尺寸与图9所示的声学材料结构单元的薄片相同。所述支承体与图9所示的声学材料结构单元的支承体相同。所述质量块与图9所示的声学材料结构单元的质量块相同。

将所述声学材料结构单元贴附于所述声辐射面的步骤包括：使所述声学材料结构单元的第二表面与所述声辐射面贴合。

所述声学单元如图13所示，则所述声学材料结构的组装方法与图7所示声学材料结构的组装方法的相同之处，在此不多做赘述，不同之处在于：

形成所述声学材料结构单元的步骤包括：形成支承体；提供约束体和薄片；通过支撑件使所述约束体与支承体固定连接，使所述约束体位于所述空腔中；通过胶合剂将所述薄片粘贴到所述支承体和约束体表面；将所述薄片粘贴到所述支承体和约束体表面之后，在所述薄片中形成所述开口。

形成所述支承体的步骤包括：提供支承体板；通过激光切割工艺，将所述支承体板切割为支承体。

所述薄片的材料和尺寸与图13所示第四实施例中声学材料结构单元的薄片相同。所述支承体与图13所示第四实施例中声学材料结构单元的支承体相同。所述约束体与图13所示第四实施例中声学材料结构单元的质量块相同。

如果所述声学单元如图24所示，所述声学材料结构的组装方法与图9所示的声学材料结构的组装方法的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

形成所述声学材料结构单元的步骤包括：提供所述质量块和薄片；形成支承体，所述支承体为正六边形环；将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面；将所述薄片层粘贴在所述支承体第一表面之后，将所述质量块粘贴在所述薄片表面；将所述质量块粘贴在所述薄片表面之后，去除所述质量块围成区域下方的薄片，在所述薄片中形成开口。

形成所述支承体的步骤包括：提供支承体板；通过激光切割工艺，将所述支承体板切割为支承体。

所述薄片的材料和尺寸与图24所示的声学材料结构单元的薄片相同。所述支承体与图24所示的声学材料结构单元的支承体相同。所述质量块与图24所示的声学材料结构单元的质量块相同。

如果所述声学单元如图28所示，所述声学材料结构的组装方法与图9所示的声学材料结构的组装方法的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

形成声学材料结构单元的步骤包括：形成支承体，所述支承体中具有开口，所述开口沿所述支承体的厚度方向上贯穿所述支承体；提供薄片；将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面上。

所述开口将所述支承体分为多个支部。

本实施例中，不在所述薄片中形成开口。在其他实施例中，将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面上之后，还可以在所述薄片中形成开口。

形成所述支承体的步骤包括：提供支承体板；通过激光切割工艺，将所述支承体板切割为多个支部，且多个支部不接触。

将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面上的步骤包括：依次使所述支部粘贴于所述薄片上，且使相邻支部不接触。

所述薄片的材料和尺寸与图28所示的声学材料结构单元的薄片相同。所述支承体与图28所示的声学材料结构单元的支承体相同。

所述支承体中具有开口，相邻声学材料结构单元的支承体相互连接。相邻声学材料结构单元的支承体相互连接，且相邻声学材料结构单元的薄片相互连接，能够增加声学材料结构覆盖的声辐射结构的表面积，从而能够增加声学材料结构的隔声性能。此外，可以使多个声学材料结构单元薄片与框架的贴合在同一工艺中形成，从而能够简化工艺流程。

如果所述声学单元如图33所示，所述声学材料结构的组装方法与图9所示的声学材料结构的组装方法的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

形成声学材料结构单元的步骤包括：形成支承体和薄片，所述薄片外围区域中具有开口，所述开口贯穿所述外围区域；将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面上。

形成支承体的步骤包括：提供支承体板；通过激光切割工艺，将所述支承体板切割为支承体。

形成所述薄片的步骤包括：提供薄片层，所述薄片层包括中心区域和位于所述中心区域的外围区域；对所述薄片层进行剪裁处理，将所述中心区域薄片层剪裁为正方形，使所述外围区域薄片层形成长方形，所述外围区域薄片分别连接所述中心区域薄片各个边。

将所述薄片粘贴在所述支承体第一表面上的步骤包括：通过胶合剂使所述外围区薄片分别粘贴于所述支承体各边上。

所述薄片的材料和尺寸与图33所示的声学材料结构单元的薄片相同。所述支承体与图33所示的声学材料结构单元的支承体相同。

如果所述声学单元如图45所示，所述声学材料结构的组装方法与图7所示的声学材料结构的组装方法的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

所述声学单元包括多层层叠设置的薄片，同一个声学单元中相邻薄片之间具有所述空腔；形成所述声学单元的步骤包括：提供薄片；使多个薄片依次层叠设置，并使相邻薄片之间形成空腔。

具体的，所述声学单元包括两层薄片，分别为第一薄片和第二薄片。在其他实施例中，所述声学单元还可以包括多层薄片。

所述声学单元还包括多个支承体，多个支承体包括位于声辐射结构与第一薄片之间的第一支承体；位于第一薄片和第二薄片之间的第二支承体。

使多个薄片依次层叠设置，并使相邻薄片之间形成空腔的步骤包括：形成第一支承体和第二支承体；提供第一薄片和第二薄片；将所述第一薄片粘贴在所述第一支承体的第一表面；将所述第一薄片粘贴在所述第一支承体的第一表面之后，在所述第一薄片中形成第一开口；将所述第二薄片粘贴在所述第二支承体的第一表面；将所述第二薄片粘贴在所述第二支承体的第一表面之后，在所述第二薄片中形成第二开口；将所述第二支承体的第二支承体面与所述第一薄片粘贴。

形成声学材料结构单元第一支承体的步骤包括：提供第一支承体板；通过激光切割工艺，将所述第一支承体板切割为第一支承体。

形成第八声学材料结构单元第二支承体的步骤包括：提供第二支承体板；通过激光切割工艺，将所述第二支承体板切割为第二支承体。

通过胶合剂将所述第二支承体的第二表面与所述第一薄片粘贴

所述第一薄片的材料和尺寸与图45所示的声学材料结构单元的第一薄片相同；第二薄片的材料和尺寸与图45所示的声学材料结构单元的第二薄片相同；所述第一支承体与图45所示的声学材料结构单元的第一支承体相同；所述第二支承体与图45所示的声学材料结构单元的第二支承体相同。

所述声学材料结构如图17所示，所述声学材料结构的组装方法与图7所示的声学材料结构的组装方法的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

在所述声辐射结构上贴附如图17所示的声学材料结构的步骤包括：形成多个支承体；提供薄片；使多个支承体的第一表面依次与所述薄片表面粘贴，形成声学材料结构；将所述声学材料结构贴服于所述声辐射面上。

所述多个声学材料结构单元的薄片相互连接形成薄层能够简化声学材料结构的组装方法，简化工艺流程。

图47是本发明声学材料结构组装方法结构示意图。本实施例与图9所示实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处在于：

所述声辐射结构170为管状，所述声辐射结构170包括相对的内侧面和外侧面。

本实施例中，所述声学单元171和172与图9所示第三实施例相同。

本实施例中，所述声学材料结构包括多个声学单元。

将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：将所述声学材料结构分别贴附于所述第一声辐射面和第二声辐射面。

将所述声学材料结构贴附于所述第一声辐射面的步骤包括：将多个声学单元171依次贴附于所述第一声辐射面。

本实施例中，将多个声学单元171依次贴附于所述第一声辐射面的过程中，使相邻声学单元之间具有缝隙。

将所述声学材料结构贴附于所述第二声辐射面的步骤包括：将多个声学单元172依次贴附于所述第二声辐射面。

本实施例中，将多个声学单元172依次贴附于所述第二声辐射面的过程中，使相邻声学单元之间具有缝隙。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (44)

1.一种声学材料结构，其特征在于，包括：

声学单元，所述声学单元用于贴附在声辐射结构表面；

所述声学单元包括薄片，所述薄片的部分或全部外边缘用于与所述声辐射结构贴合；所述薄片与所述声辐射结构之间具有空腔；贯穿所述声学单元的开口，所述开口的一端与所述空腔连通，所述开口在垂直于所述薄片表面方向上贯穿所述薄片；

所述声学材料结构用于抑制的声波波长为消声波长，所述薄片的特征尺寸与所述消声波长的比值为0.1％～10％；

所述声学单元还包括支承体，所述支承体包括相对的第一表面和第二表面，位于所述第一表面和第二表面之间的边框；所述边框围成空隙，所述薄片覆盖所述支承体的第一表面和所述空隙，相邻声学单元的支承体之间具有缝隙。

2.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述开口在所述薄片表面上的投影面积与所述薄片面积之比值为5％～80％。

3.如权利要求2所述的声学材料结构，其特征在于，所述开口在所述薄片表面上的投影面积与所述薄片面积之比为25％～80％。

4.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述支承体为环型。

5.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述边框围成的空隙的横截面为圆形、矩形、正五边形或正六边形。

6.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述开口位于所述支承体中，所述开口在垂直于所述空隙侧壁的方向上贯穿所述支承体。

7.如权利要求6所述的声学材料结构，其特征在于，所述薄片中具有所述开口，所述开口在垂直于所述薄片表面的方向上贯穿所述薄片。

8.如权利要求1或6所述的声学材料结构，其特征在于，所述声学单元还包括位于所述薄片表面的质量块，所述质量块和所述空腔分别位于所述薄片两侧，所述质量块暴露出所述开口。

9.如权利要求8所述的声学材料结构，其特征在于，所述质量块为纽扣型质量或环型质量块中的一种或两种组合；

所述纽扣型质量块包括第一部分和连接所述第一部分的第二部分，所述第一部分用于位于所述第二部分和所述薄片之间，所述纽扣型质量块第一部分和第二部分为柱体，且所述第一部分沿垂直于所述纽扣型质量块第一部分母线方向上的横截面积小于所述第二部分沿垂直于所述纽扣型质量块第二部分母线方向上的横截面积。

10.如权利要求8所述的声学材料结构，其特征在于，所述质量块中具有亥姆霍兹共振腔或抗性消声腔。

11.如权利要求8所述的声学材料结构，其特征在于，所述声学材料结构包括多个声学单元，多个声学单元的质量块的形状、材料或质量不相同。

12.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述支承体的材料为金属、石材、木材、橡胶或高分子聚合物。

13.如权利要求8所述的声学材料结构，其特征在于，所述声学材料结构包括多个声学单元，相邻声学单元共用支承体的部分边框。

14.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述声学单元还包括位于所述空隙中的约束体，所述约束体通过连接件与所述支承体连接。

15.如权利要求14所述的声学材料结构，其特征在于，所述约束体中具有通孔，所述通孔在垂直于所述薄片表面的方向上贯穿所述约束体。

16.如权利要求14所述的声学材料结构，其特征在于，所述约束体与所述声辐射结构不接触。

17.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述声学材料结构包括多个声学单元。

18.如权利要求17所述的声学材料结构，其特征在于，相邻声学单元的薄片相互连接。

19.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述薄片包括中心区域和包围所述中心区域的外围区域，所述开口位于所述中心区域。

20.如权利要求19所述的声学材料结构，其特征在于，所述开口为中心对称图形，且所述开口的中心与所述薄片的中心重合。

21.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述薄片包括中心区域和包围所述中心区域的外围区域，所述开口位于所述外围区域，且所述开口自所述中心区域边缘延伸至所述外围区域边缘。

22.如权利要求1、权利要求18或权利要求19中的任意一项所述的声学材料结构，其特征在于，单个薄片中所述开口的个数为1个或多个。

23.如权利要求22所述的声学材料结构，其特征在于，单个薄片中所述开口的个数为多个，多个开口的形状和尺寸相同，且多个开口呈中心对称分布，对称中心与所述薄片的中心重合。

24.如权利要求22所述的声学材料结构，其特征在于，单个薄片中所述开口的个数为多个，多个开口的形状或尺寸不相同。

25.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述声学单元还包括位于所述空腔中的吸声层。

26.如权利要求25所述的声学材料结构，其特征在于，所述吸声层的材料为纤维棉或开孔泡沫塑料。

27.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述声学单元包括多层层叠设置的薄片，同一个声学单元中相邻薄片之间具有所述空腔。

28.如权利要求27所述的声学材料结构，其特征在于，同一声学单元中相邻薄片之间具有支承体，所述支承体与相邻薄片围成所述空腔。

29.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述空腔沿垂直于所述薄片表面方向上的尺寸为0.1毫米～100毫米。

30.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述薄片的材料为高分子聚合物、复合纤维、金属、非金属中的一种或多种组合。

31.如权利要求30所述的声学材料结构，其特征在于，所述薄片的材料为聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸二醇酯、棉布、钛合金、铝合金、玻璃、木材或石材。

32.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述声辐射结构为均匀隔声板或穿孔板。

33.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述声辐射结构中具有声辐射结构开口，所述声辐射结构开口与所述空腔贯通。

34.如权利要求1所述的声学材料结构，其特征在于，所述声辐射结构中具有凸起；所述薄片中具有开口，所述凸起通过所述薄片的开口贯穿所述薄片。

35.如权利要求8所述的声学材料结构，其特征在于，所述支承体的材料为金属、石材、木材、橡胶或高分子聚合物。

36.一种声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，包括：

提供声辐射结构，所述声辐射结构包括声辐射面；

形成权利要求1至权利要求35任意一项权利要求所述的声学材料结构；

将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面，使所述薄片与声辐射面之间形成空腔，并使所述空腔与所述开口贯通；

将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：使所述支承体的第二表面与所述声辐射结构的声辐射面接触，使所述声辐射面与所述薄片之间的空隙形成所述空腔。

37.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：使所述薄片的部分或全部外边缘与所述声辐射结构贴合。

38.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，形成所述声学单元的步骤包括：形成所述薄片和支承体；使所述薄片边缘贴附于所述支承体的第一表面。

39.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，所述支承体包括多个支部；

形成所述声学材料结构的步骤包括：依次使所述多个支部与所述薄片第一表面贴合，且使相邻支部不接触。

40.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，所述薄片包括中心区域和位于所述中心区域的外围区域；所述薄片外围区域中具有开口；

形成所述薄片的步骤包括：提供薄片层；对所述薄片层进行剪裁，形成薄片和位于所述薄片外围区域的开口。

41.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，所述声学材料结构包括多个声学单元，将所述多个声学单元依次贴附于所述声辐射结构的声辐射面。

42.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，通过胶合、热塑、焊接或铆接的方式将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面。

43.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，所述声辐射结构的形状为平板形，所述声辐射面包括相对的第一声辐射面和第二声辐射面；

将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：将所述声学材料结构分别贴附于所述第一声辐射面和第二声辐射面。

44.如权利要求36所述的声学材料结构与声辐射结构的组装方法，其特征在于，所述声辐射结构的形状为管形，所述声辐射结构的声辐射面包括相对的内侧面和外侧面；

将所述声学材料结构贴附于所述声辐射结构的声辐射面的步骤包括：将所述声学材料结构分别贴附于所述内侧面和外侧面。

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