CN110310617A - 一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，包括正方体型元胞，正方体型元胞内部设置有空腔和局域共振体，空腔和局域共振体在水平方向上位于正方体型元胞的中央，局域共振体靠近正方体型元胞的顶部设置，空腔在竖直方向上位于阻尼层正方体型元胞的底部，多个正方体型元胞阵列设置构成直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构。本发明具有优异的吸声性能，良好的耐水压性能，同时实现了水下吸声结构的轻量化设计，是一种承载‑吸声‑隔声‑轻量化的多功能一体化结构。

Description

一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构

技术领域

本发明属于耐压型轻质夹层复合结构水下吸声技术领域，具体涉及一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构。

背景技术

声波是目前唯一能够在水下远距离传输信息的通信方式，因此对于水下探测器、潜航器等设备的减震降噪一直以来都是一个重大的工程问题。Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体作为两种典型的水下吸声结构，近年来得到了广泛的研究与应用。

以上所述Alberich型吸声覆盖层，即为一种在具有阻尼作用的固体介质中内嵌周期性空腔的水下吸声结构。一般来说，该结构被铺设在水下设备的钢制外壳上用于吸收水下声波。在水下声波的激励下，Alberich型吸声覆盖层中空腔上侧的阻尼层会发生鼓状振动；同时，由于阻尼介质与空腔内空气声阻抗的不匹配，会使得声波在空腔表面发生散射；此外，在声波入射到空腔表面时还会发生波形转换，以上即为Alberich型吸声覆盖层的吸声机理。以上所述局域共振型声子晶体，即为一种在具有阻尼作用的固体介质中内嵌周期性局域共振体的水下吸声结构。在低频范围内，局域共振型声子晶体的吸声机理主要是局域共振体在声波激励下的共振造成的剪切损耗；在频率较高时，局域共振型声子晶体的主要吸声机理是局域共振体对固体中声波的散射作用。由于两者具有不同的吸声机理，Alberich型吸声覆盖层能在一定频率范围内达到完美吸声，而局域共振型声子晶体则具有较宽的吸声带宽。目前对于Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体的研究大多体现在其吸声性能的优化和改善。研究人员们通过模型简化，并结合各种不同的优化算法对Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体的吸声性能进行了计算，使其吸声性能得到了很大的提升，能够实现低频、宽带的强吸声。但以上研究中都没有考虑静水压力对结构声学性能的影响。由于一些大型水下设备的工作环境处于深水区域，因此在静水压力的作用下，含有空腔的吸声覆盖层会发生很大的变形，这将会对结构的声学性能造成极大的影响，甚至会使结构发生失效。

总的来看，尽管Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体具有结构简单、吸声性能优异的特点，但在实际工程应用中其还存在以下问题：

(1)不具有承载效果，需要铺设在钢板上，其与钢板的总质量较大，不利于轻量化的设计要求；

(2)在静水压力的作用下会发生大的变形，其声学性能会受到影响，甚至发生失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，解决传统空腔型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体在高静水压变形，并引发声学性能下降甚至失效且难以减重的难题。

本发明采用以下技术方案：

一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，包括正方体型元胞，正方体型元胞内部设置有空腔和局域共振体，空腔和局域共振体在水平方向上位于正方体型元胞的中央，局域共振体靠近正方体型元胞的顶部设置，空腔在竖直方向上位于阻尼层正方体型元胞的底部，多个正方体型元胞阵列设置构成直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构。

具体的，正方体型元胞包括两个面板和四个杆件，四个杆件呈正方形周期性排布用于连接上下两个面板，两个面板之间设置有阻尼层，空腔和局域共振体设置在阻尼层内。

进一步的，面板的厚度为2～4mm，采用树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成。

进一步的，阻尼层的厚度为42～50mm，采用橡胶或聚氨酯制成，橡胶或聚氨酯的等效各向同性损耗因子大于等于0.6。

进一步的，杆件与上下两个面板垂直相连，每个杆件的半径为1.5～4.5mm，相邻两个杆件的轴距为32～40mm，采用树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成。

具体的，空腔的高度为3～9mm，半径为8～16mm。

具体的，空腔的形状为圆柱体型、长方体型、球型、椭球型、喇叭型和锥型中的一种或多种。

具体的，局域共振体的半径为4～8mm，局域共振体与正方体型元胞顶部下表面的距离为0.1～1mm。

具体的，局域共振体的形状为球型、椭球型和正方体型中的一种或多种。

进一步的，局域共振体采用钢材料制成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，在正方体型元胞内设置空腔能够对水下声波进行波形转化、散射和吸收，空腔和局域共振体在水平方向上位于每一个正方体型元胞的中央，空腔在竖直方向上位于阻尼层的最低侧，多个正方体型元胞阵列设置构成直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，提高了结构的吸声性能和耐水压性能，实现了水下吸声结构的轻量化设计，改善了传统水下吸声结构不具有承载效果，且在静水压力的作用下会发生大的变形造成功能性失效的问题。

进一步的，正方体型元胞由面板、杆件、阻尼层和空腔四部分构成。多个正方体型元胞阵列构成了直柱型点阵增强结构，从而使结构的耐水压性能和吸声性能得到了大幅度的提升，同时实现了水下吸声结构的轻量化设计。

进一步的，为了使面板具有足够的刚度，以至于其在静水压的作用下不会发生大的变形，将面板的厚度设置为2～4mm，面板由高比刚度、高比强度的树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成，增强抗弯性能，防止静水压力作用下结构发生向内的凹陷。

进一步的，为了使结构在能够实现良好的吸声性能的同时，减小结构的厚度，将阻尼层的厚度设置为42～50mm，阻尼层由等效各向同性损耗因子为0.6及以上的橡胶或聚氨酯制成，对水下声波的转化、散射和吸收，为了保证阻尼层对声波能量的损耗能力，阻尼层采用橡胶或聚氨酯制成，橡胶或聚氨酯的等效各向同性损耗因子需大于等于0.6。

进一步的，为了保证结构具有足够的压缩模量，同时使面板具有足够的刚度，以至于结构在静水压的作用下不会发生大的变形，同时使更多的声能传入阻尼层当中，因此将杆件与上下两个面板分别垂直连接，并设置杆件的半径为1.5～4.5mm，相邻两个杆件的轴距设置为32～40mm，杆件由高比刚度、高比强度的树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成，用于支撑上、下面板，防止静水压力作用下结构发生压缩变形。

进一步的，为了使相邻两个正方体型元胞内的空腔相互独立，不发生连通，将空腔高度设置为3～9mm，将空腔半径设置为8～16mm。

进一步的，为了使阻尼层内声波的损耗最大化，更好的实现对声波的波形转化、散射和吸收，提高结构的吸声性能，将空腔的形状设置为圆柱体型、长方体型、球型、椭球型、喇叭型或锥型中的任一种。

进一步的，为了实现对较高频段声波的宽带吸收，将局域共振体的半径设置为4～8mm，将局域共振体与上面板下表面之间的距离设置为0.1～1mm。

进一步的，为了使阻尼层内声波的损耗最大化，更好的实现局域共振体的局域共振效应、波形转化效应和散射效应，将局域共振体的形状设置为球型、椭球型或正方体型中的任一种。

进一步的，为了使局域共振频率向低频移动，提高结构的低频吸声性能，局域共振体采用钢制成。

综上所述，本发明一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构具有优异的吸声性能，良好的耐水压性能，同时实现了水下吸声结构的轻量化设计，是一种承载-吸声-隔声-轻量化的多功能一体化结构。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为为本发明水下吸声结构示意图，其中，(a)为元胞的结构示意图，(b)为水下吸声结构的结构分解图，(c)元胞阵列后的水下吸声结构示意图；

图2为本发明水下吸声结构关系图，其中，(a)为等效压缩载荷与等效压缩应变关系图，(b)为0～4.5MPa静水压力作用下的最大位移图；

图3为不同元胞边长的结构的声学性能对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图5为不同面板厚度的结构的声学性能对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图4为不同元胞边长结构的声学性能对比，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图6为不同杆件半径的结构的声学性能对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图7为不同杆件长度的结构的声学性能对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图8为不同局域共振体半径的结构的声学性能对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图9为局域共振体与上面板下表面不同距离的结构的吸声系数对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图10为不同空腔半径的结构的吸声系数对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数；

图11为不同空腔高度的结构的吸声系数对比图，其中，(a)为插入损失，(b)为吸声系数。

其中：1.面板；2.阻尼层；3.杆件；4.空腔；5.局域共振体。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，解决了传统空腔型吸声覆盖层在高静水压变形，并引发声学性能下降甚至失效的难题，利用面板和杆件作为承载部件，含有空腔的阻尼层作为吸声部件，满足了：一定频段宽带吸声、隔声的要求；在高静水压下维持吸声性能不发生下降的要求；轻量化设计的要求；结构简单、易于加工的要求；承载-吸声-隔声-轻量化的多功能化设计要求。具有优异的抗静水压性能和良好的吸声性能，能够有效的保证在450m水深的静水压力下，在2000～20000Hz的频段内实现宽带吸声和隔声，可用于制造水下装备，如探测器、潜航器等的壳体、壁面，实现水下减震降噪的需求。具有很广泛的工程应用前景，为工程结构的水下减震降噪和轻质夹层结构的多功能化设计提供了全新的解决方案。

请参阅图1，本发明一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，包括多个正方体型元胞，每个元胞包括两个厚度相同的面板1以及填充在两个面板1之间的阻尼层2，两个面板1上下设置，通过呈正方形周期性排布的四个垂直杆件3连接成正方体型，即碳纤维柱将整体结构划分为了若干个正方体型元胞，并且每个正方体型元胞中的阻尼层2内含有一个空腔4和一个局域共振体5，多个正方体型元胞阵列设置构成直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构。

面板1采用树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成；面板1的厚度为2～4mm，长和宽取决于整体结构的尺寸。

阻尼层2由等效各向同性损耗因子为0.6及以上的橡胶或聚氨酯制成；阻尼层2的厚度为30～40mm，长和宽取决于整体结构的尺寸。

杆件3采用树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成；杆件3与两个面板1垂直并相连，杆件3的半径为1.5～4.5mm，并且相邻两个杆件3的轴距，即元胞的边长为32～40mm。

空腔4的高度为3～9mm，空腔4的半径为8～16mm；空腔4在水平方向上位于每一个元胞的中央，竖直方向上位于阻尼层2的底部。

空腔4的形状为圆柱体型、长方体型、球型、椭球型、喇叭型和锥型中的一种或多种。

局域共振体5的半径为4～8mm；局域共振体5在水平方向上位于每一个元胞的中央，竖直方向上距上面板1下表面的距离为0.1～1mm。

局域共振体5的形状为球型、椭球型和正方体型中的一种或多种。

优选的，请参阅图1(c)，正方体型元胞按10×10阵列得到的吸声结构。

本发明以Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体为基础，过在含有周期性空腔和局域共振体的阻尼层的上、下两侧铺设两个面板，并通过呈正方形周期性排布的垂直杆件将两面板相连，在保证声学性能的同时大幅度的提高了结构的力学性能，并且能够直接用来制造水下装备，如探测器、潜航器等的壳体、壁面，满足了：

(1)一定频段内完美吸声的要求；

(2)在高静水压下维持吸声性能不发生下降的要求；

(3)轻量化设计的要求；

(4)结构简单、易于加工的要求；

(5)承载-吸声-隔声-轻量化的多功能化设计要求。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例用材料：

碳纤维：密度1450kg/m3，杨氏模量80GPa，泊松比0.1，等效各向同性损耗因子为0。

橡胶：密度1500kg/m3，杨氏模量15MPa，泊松比0.49，等效各向同性损耗因子为0.6。

钢：密度7850kg/m³，杨氏模量200GPa，泊松比0.3，等效各向同性损耗因子为0。

水：密度1000kg/m3，声速1500m/s。

空气：密度1.29kg/m3，声速343m/s。

实施例的结构尺寸：

元胞边长36mm，面板厚度2mm，阻尼层厚度46mm，杆件半径4.5mm，空腔高度3mm，空腔半径16mm，局域共振体半径6mm，局域共振体距上面板下表面的距离为0.1mm。

采用以上材料和结构尺寸进行数值模拟，给出了实施例的结果如下：

在本发明的力学性能方面，请参阅图2(a)，为一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构的等效压缩载荷与等效压缩应变之间的关系。由图中可知，本发明的等效压缩载荷与等效压缩应变之间为线性正比关系。根据图中曲线，本实施例的等效压缩模量为4.13GPa，与阻尼层橡胶的杨氏模量15MPa相比，本发明的力学性能得到了大幅度的提高。

请参阅图2(b)，为一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构在0～4.5MPa静水压力作用下的最大位移，由此可见，在4.5MPa的静水压力下，即在水深450m左右的静水压力下，本发明的最大变形小于0.5mm，仅为结构总厚度的1％，可认为本发明的声学性能不受影响。

在声学性能方面，请参阅图3，为一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构的吸声系数与插入损失曲线。

本发明在2000～20000Hz的频率范围内的平均吸声系数可达0.8以上，平均插入损失大于8dB，实现了在一定频段内的宽带吸声、隔声。

此外，采用以上所述方法和材料，为了进一步说明结构尺寸对本发明声学性能的影响规律，对于本发明提供了以下对比例：

对比例1

请参阅图4，为不同元胞边长结构的声学性能对比。分别取元胞边长为20mm、30mm和40mm进行数值模拟。由图中可以看出，元胞边长对结构声学性能的影响主要体现在结构的声透射方面。点阵中的杆件主要起到结构传声的作用。元胞边长越大，杆件在夹层结构中所占到的比重就越小，这将使得更大比例的声波通过橡胶吸声层传播。

由于橡胶吸声层的阻尼作用，结构的声透射系数会随着元胞边长的增大而降低。这将引起结构的插入损失和吸声系数随着元胞边长的增大而增大。但在力学方面，边长越大，杆件的排布就越稀疏。这也将会使得结构的压缩模量、压缩强度和剪切强度发生下降。因此在设计过程中，应当首先完成强度校核，得到满足强度要求的情况下，杆件截面积与元胞边长面积的最小比值，并以此为标准进行声学性能的优化。

对比例2

请参阅图5，为不同面板厚度的结构的声学性能对比。在计算过程中，分别取面板厚度为2mm、3mm和4mm，面板厚度的增大会使得整体结构中碳纤维材料的比重增大，而由于碳纤维材料没有阻尼作用，因此碳纤维材料比重的增加会使得结构的声透射系数增大，即插入损失会随着面板厚度的增大而减小，结构的吸声系数也随之减小。

但面板厚度也不能过小，因为在静水压力的作用下，面板上会被作用一个分布载荷，这会使得面板发生变形，面板的变形将对结构的声学性能产生很大的影响，同时在杆件连接处也会发生严重的应力集中。根据计算结果发现，面板的厚度在2mm时，结构不会因静水压力的作用而产生过大的变形，声学性能也满足要求。

对比例3

请参阅图6，为不同杆件半径的结构的声学性能对比。在计算过程中，分别设置杆件半径为2mm、4mm和6mm。杆件半径变化对结构声学性能的影响依然是由于杆件占夹层结构比重的变化引发的。

杆件半径越大，结构的声透射系数越大，插入损失会随着杆件半径的增大而减小，但吸声性能不会受到很大的影响。但在力学方面，杆件半径越小，结构的压缩模量、压缩强度和剪切强度也越小。因此在设计过程中，应当在满足力学性能要求的情况下，尽量选择较小的杆件半径。

对比例4

请参阅图7，为不同杆件长度的结构的吸声系数对比。图7展示了当杆件长度分别为42mm、46mm和50mm时本发明的吸声系数和插入损失。

可以看出，杆件长度越长，橡胶层的厚度也就越大。由于低频声波的透射性能很强，因此在低频范围内，杆件长度越长，透过结构的声波就越少。这会使得结构的低频透射系数有微弱的降低，但实际上，42mm的厚度已经能够阻止绝大部分声波的透射了，因此在此基础上增加橡胶层的厚度对结构的声学性能影响不大。

对比例5

请参阅图8，为不同局域共振体半径的结构的声学性能对比。分别选取局域共振体半径为4mm、6mm和8mm进行计算。局域共振体在结构中的主要作用有两个，一方面是局域共振体与橡胶共同构成了一个弹簧-振子系统，在声波的激励下发生振动，过程中橡胶的阻尼作用使声波被损耗。另一方面是当声波在橡胶中传播时，遇到局域共振体表面会发生散射，使声波不能继续传播下去，从而降低声波的透射。

因此，局域共振体半径越大，构成的弹簧-振子系统的振子质量就越大，其共振频率越低，结构在低频的吸声性能也就越好。而局域共振体半径的增大也会使结构的第一个隔声峰值向低频移动。但局域共振体的半径也不能过大，过大的质量不利于整体结构的轻量化设计。

对比例6

请参阅图9，为局域共振体与上面板不同间距的影响的结构的声学性能对比。在对比过程中，局域共振体与上面板间距的影响被分别选为0.1mm、0.5mm和1mm。可以看出，局域共振体距上面板的距离越近，等效的弹簧-振子系统中，弹簧的刚性就越大，同样的声波激励下，由于结构受激振动造成的损耗就越大。

除此之外，局域共振体与上面板间距越小，局域共振体的散射作用就越明显。因此随着局域共振体距上面板的距离越小，结构在低频的吸声与隔声性能就越好。

对比例7

参照图10所示，为不同空腔半径结构的声学性能对比。选择空腔半径为8mm、12mm和16mm的情况进行计算，可以发现由于高频声波无法传入结构的最底层，空腔半径对结构声学性能的影响主要体现在低频区域。

实际上，结构中空腔的作用相当于是给橡胶吸声层添加了一个空气背衬，所以空腔越大，空气背衬的面积就越大，结构在低频范围内的声透射系数也随之降低，其吸声系数与插入损失也就越高。

对比例8

参照图11所示，为不同空腔高度结构的声学性能对比。选择空腔高度为5mm、10mm和15mm的情况进行计算，可以发现，由于空腔高度的变化，会造成橡胶层的厚度变化，因此结构整体的声学性能会受到一定的影响。

空腔高度越小，即橡胶厚度越大时，低频声波在结构中传播的距离更长，结构阻尼作用造成的损耗也会越多。因此在2000Hz时，空腔高度越小，吸声系数越高。但总体来看，空腔高度对结构的声学性能影响较小。

综上所述，本发明一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构达到的技术效果如下：

1、本发明试件的仿真模型在2000～20000范围内，平均吸声系数可达到0.8以上，平均插入损失大于8dB，满足一定频段内宽带吸声、隔声的要求；

2、在水深450m以内的静水压力下，结构的最大变形仅为0.5mm，仅为结构总厚度的1％，可认为结构的声学性能不受影响，满足在高静水压下维持吸声性能不发生下降的要求；

3、本发明中的面板与杆件采用轻质树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制造，采用橡胶制造的阻尼层内开有空腔，与目前广泛使用的铺设在钢板上的Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体相比减轻了整体结构的密度，并且结构总厚度仅为5cm，满足轻量化设计的要求；

4、结构简单、易于加工；

5、通过改变杆件、面板的几何尺寸以及空腔的几何尺寸，可以便捷的改变结构的力学性能和声学性能，使结构具有很强的性能可设计性，满足承载-吸声-隔声-轻量化的多功能化设计要求。

综上所述，根据本发明一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构的上述特点，它可用于制造水下装备，如探测器、潜航器等的壳体、壁面，实现水下减震降噪的需求，具有很广泛的工程应用前景，为工程结构的水下减震降噪和轻质夹层结构的多功能化设计提供了全新的解决方案。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，包括正方体型元胞，正方体型元胞内部设置有空腔(4)和局域共振体(5)，空腔(4)和局域共振体(5)在水平方向上位于正方体型元胞的中央，局域共振体(5)靠近正方体型元胞的顶部设置，空腔(4)在竖直方向上位于阻尼层正方体型元胞的底部，多个正方体型元胞阵列设置构成直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构。

2.根据权利要求1所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，正方体型元胞包括两个面板(1)和四个杆件(3)，四个杆件(3)呈正方形周期性排布用于连接上下两个面板(1)，两个面板(1)之间设置有阻尼层(2)，空腔(4)和局域共振体(5)设置在阻尼层(2)内。

3.根据权利要求2所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，面板(1)的厚度为2～4mm，采用树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成。

4.根据权利要求2所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，阻尼层(2)的厚度为42～50mm，采用橡胶或聚氨酯制成，橡胶或聚氨酯的等效各向同性损耗因子大于等于0.6。

5.根据权利要求2所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，杆件(3)与上下两个面板(1)垂直相连，每个杆件(3)的半径为1.5～4.5mm，相邻两个杆件(3)的轴距为32～40mm，采用树脂基碳纤维复合材料或树脂基玻璃纤维复合材料制成。

6.根据权利要求1所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，空腔(4)的高度为3～9mm，半径为8～16mm。

7.根据权利要求1所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，空腔(4)的形状为圆柱体型、长方体型、球型、椭球型、喇叭型和锥型中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，局域共振体(5)的半径为4～8mm，局域共振体(5)与正方体型元胞顶部下表面的距离为0.1～1mm。

9.根据权利要求1所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，局域共振体(5)的形状为球型、椭球型和正方体型中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的直柱型点阵增强夹杂型水下吸声结构，其特征在于，局域共振体(5)采用钢材料制成。