CN216839990U - 层合吸隔声板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种层合吸声隔声板，包括薄膜超材料板、吸声材料；层合吸隔声板布置有至少两层薄膜超材料板；吸声材料填充于相邻的两层薄膜超材料板之间；薄膜超材料板包括多功能框架、薄膜，多功能框架与薄膜贴合，不同的多层柔性超材料板层合而成。薄膜超材料板包括薄膜和多功能框架，在框架内形成反射和透射模态；不同多功能框架之间用支撑件连接，可以在低频利用所有层的重量提高隔声，并在中高频设计频段解耦，保证宽频隔声效果；当声波由背板外侧进入时，声能聚集在层合板之间，并由吸声材料吸收，本实用新型通过不同层薄膜超材料板反射和透射相结合，提高吸收效率，最终大幅降低背板外部噪声对内的传播，达到中低频的宽频吸声、隔声功能。

Description

层合吸隔声板

技术领域

本实用新型涉及吸隔声设备，涉及一种层合吸隔声板，尤其涉及一种对中低频宽带有效的层合吸隔声板。

背景技术

在飞机、高速列车、汽车、会议室等场景中，都需要保证空间的静谧性，而开展降噪措施往往受到空间和附加重量的严格限制。高频噪声可以用普通的轻薄吸隔声材料获得较好的隔声效果，但对于100～1000Hz的中低频噪声，普通隔声板及吸声材料必须厚重，才能达到有效的隔声效果。现有约束型超材料在隔声中有较好表现，但为保持约束型超材料的性能，必须保证框架本身的刚度，会导致整片超材料板难以弯折，无法适应大曲面空间的使用。约束型超材料设计峰值较窄，也无法适应较宽频段的隔声需求。因此，迫切需要开发一种不但能适应柔性安装面、实用性更强的、轻薄的，同时对100～1000Hz的中低频宽带噪声具有明显隔声和吸声效果的吸隔声版。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种中低频宽带有效的层合吸隔声板。

根据本实用新型提供的一种层合吸隔声板，包括薄膜超材料板、吸声材料；

所述层合吸隔声板布置有至少两层薄膜超材料板；

所述吸声材料填充于相邻的两层薄膜超材料板之间；

所述薄膜超材料板包括多功能框架、薄膜；所述多功能框架与所述薄膜贴合。

进一步地，所述薄膜超材料板具有可弯折性，能够安装于曲面。

进一步地，所述多功能框架采用具有吸声功能的超材料加工而成。

进一步地，所述多功能框架由多个框架单元成组，相邻的组之间具有间隙。不但可以满足不同的安装需求，还能够调节工作频率。

进一步地，还包括支撑件，不同所述层薄膜超材料板间通过所述支撑件相连。

进一步地，对所述多功能框架所形成的平面上进行加筋。

进一步地，所述薄膜与所述吸声材料之间设置有隔离件；所述多功能框架通过突起的细筋或者通过对所述薄膜超材料板进行外部包覆以隔离所述薄膜与所述吸声材料，以减少吸声材料对薄膜振动的影响。

进一步地，所述薄膜超材料板通过不同的薄膜加工而成，形成不同的多层薄膜超材料板层合。所述薄膜能够设置不同厚度或采用不同材料的薄膜，进而形成不同功能的多层薄膜超材料板层合。

进一步地，所述吸声材料为泡沫、吸音棉等可用于吸声的材料。

进一步地，所述支撑件采用具有一定弹性的材料。比如采用细棒、弹簧、螺旋柱以及泡沫等材料，能够达到更好的使用效果。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型所提供的层合吸隔声板可在自重小，结构轻薄的前提下，具备优异的中低频宽带吸隔声作用，当声波由背板外侧进入时，声能聚集在层合板之间，并由吸声材料吸收，通过不同层薄膜料板射和透射相结合，提高吸收效率，最终大幅降低背板外部噪声对内的传播，达到中低频的宽频吸声、隔声功能。

2、本实用新型层合吸隔声板其表面柔性好，可以与不同弯曲角度的背板耦合，拓宽了应用范围，通过将约束型超材料重新设计并与吸声材料层合，可以在原有材料基础上，减轻材料的重量、弥补材料的隔声塌陷、拓宽材料的工作频段、改造材料以适应柔性安装面、同时提高隔声和吸声的效果，形成可设计、实用性更强的轻薄宽频吸隔声层合板。

3、本实用新型层合吸隔声板能够通过设计框架尺寸、改变薄膜厚度等方式可以调节工作频率，不同层框架设计频率不同，通过层合拓宽工作频段。支撑件连接于不同层框架之间，可以通过调节支撑件，对低频峰值进行调节，进一步拓展工作频段。

4、薄膜超材料板包括薄膜和多功能框架，在多功能框架的约束部分形成反射模态；不同框架之间用弹性连接件连接，可以在低频利用所有层的重量提高隔声，并在中高频设计频段解耦，保证宽频隔声效果。

5、本实用新型整体材料成本低，仅需简单机械装配，无小物体脱落风险，材料性能稳定，可长期服役。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的层合吸隔声板安装于大弧度背板的示意图；

图2为本实用新型提供的层合吸隔声板中单层柔性超材料的示意图；

图3为本实用新型提供的多功能框架加筋的示意图及几种典型加筋方式；

图4为本实用新型提供的层合吸隔声板测试吸声系数；

图5为本实用新型提供的层合吸隔声板隔声测试结果；

图6为本实用新型提供的层合吸隔声板不同刚性支撑下的隔声测试情况。

图中示出：

层合吸隔声板1

背板2

多功能框架11

薄膜12

支撑件13

吸声材料14

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提供的层合吸隔声板布置有若干层薄膜超材料板，吸声材料填充于每两层薄膜超材料板之间，薄膜超材料板包括多功能框架11、薄膜12；多功能框架11与薄膜12贴合。

具体地，图1所示为层合吸隔声板1与背板2安装配合示意。多层薄膜超材料板夹着吸声材料14层合而成，不同层薄膜超材料板间可用支撑件13相连。支撑件13与薄膜超材料板构成的一阶模态频率低于设计所需的第一个峰值频率，以调节低频峰值，并在中高频工作频段解耦。内含吸声材料14主要为泡沫、吸音棉等，附加重量小，最终吸声效果好。薄膜12与吸声材料14之间设置有隔离件，隔离件通过在多功能框架11上设置突起的细筋的结构方式或者通过对薄膜超材料板进行外部包覆的结构方式以隔离薄膜11与吸声材料14，以减少吸声材料14对薄膜11振动的影响，多功能框架11在最小的重量代价下提高框架刚度，突起的细筋隔离了吸声材料14与薄膜12，减少吸声材料14对薄膜12振动的影响。由于层合吸隔声板1具有一定的柔性，可与较大曲面的背板2更好的贴合，以保证隔声效果，减少漏声。整体材料成本低，仅需简单机械装配，无小物体脱落风险，材料性能稳定，可长期服役。

图2所示为单层吸隔声板正面示意图。多功能框架11多个一组，贴附于整张薄膜12之上，不同多功能框架组之间存在空隙，以保证整体材料在不同方向具有一定的可弯折性，易于安装于曲面，曲面如弧面、弯折面等。

图3所示为一组多功能框架11的示意图。多功能框架11表面加筋的几种典型截面如图3的(a)(b)(c)(d)所示。多功能框架11之间连接有支撑件13，其中当支撑件13具有弹性支撑性能时，使用效果最佳，因此可以采用细棒、弹簧、螺旋柱以及泡沫等材料。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

实验结果展示：

图4所示为本实用新型图1所示的实施例在声管中测量吸声系数实验结果。

实验中所用声管为直径225mm，层合板为三层层合，每层3*3个框架单元阵列排布，多功能框架11由碳纤维材料制造，所用薄膜12为PI膜。

实验结果如图4所示，当材料为三层层合板时，在设计频段上出现三个明显的吸声系数峰值，远远超过所夹吸声材料14本身的吸声系数。这是由于经过不同层约束型超材料的设计，在不同层之间的声能聚集提高了材料整体的吸声系数。实验结果直接证明了本实用新型提出的层合吸隔声板1具备优异的吸声性能。

图5所示为本实用新型图1所示的实施例在测试箱体上测量隔声的实验结果。

实验中使用的箱体为边长1.5m的立方体，层合板为三层层合，每层15*15个框架单元阵列排布，框架由碳纤维材料制造，所用膜为PI膜。

在箱体中放置球声源发声，箱体顶端为材料安装面，在顶部15cm距离处放置麦克风，比较安装吸隔声板前后麦克风所采声功率的大小。声功率的数值越小表明隔声效果越好。

实验结果如图5所示，其中，虚线代表1mm钢板的结果，实线代表安装吸隔声板后的结果。据图可知，安装本实施例的吸隔声板后的声功率在100Hz～480Hz频段均有明显下降，其中在150Hz、250Hz和400Hz的设计频段有明显塌陷。其中700Hz处为箱体本身模态，所以没有出现明显下降。实验结果直接证明了本实用新型提出的层合吸隔声板1具备优异的隔声性能。

图6所示为本实用新型图1所示的实施例不同刚度的支撑件13的仿真结果。

图中实线为正常支撑，虚线为刚度较小的支撑，点线为刚度较大的支撑。在不同刚度的支撑下，低频峰值偏移。支撑刚度减小，峰值频率降低。因此调整支撑件13可以进一步调整低频峰值的频率，调整工作带宽。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种层合吸隔声板，其特征在于，包括薄膜超材料板、吸声材料(14)；

所述层合吸隔声板布置有至少两层薄膜超材料板；

所述吸声材料(14)填充于相邻的两层薄膜超材料板之间；

所述薄膜超材料板包括多功能框架(11)、薄膜(12)；所述多功能框架(11)与所述薄膜(12)贴合。

2.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，所述薄膜超材料板具有可弯折性，能够安装于曲面。

3.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，所述多功能框架(11)采用具有吸声功能的超材料加工而成。

4.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，所述多功能框架(11)由多个框架单元成组，相邻的所述组之间具有间隙。

5.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，还包括支撑件(13)，不同所述层薄膜超材料板间通过所述支撑件(13)相连。

6.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，对所述多功能框架(11)所形成的平面上进行加筋。

7.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，所述薄膜(12)与所述吸声材料(14)之间设置有隔离件。

8.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，所述薄膜超材料板通过不同的薄膜(12)加工而成，形成不同的多层薄膜超材料板层合。

9.根据权利要求1所述的层合吸隔声板，其特征在于，所述吸声材料(14)采用泡沫或吸音棉制作。

10.根据权利要求5所述的层合吸隔声板，其特征在于，所述支撑件(13)采用弹性材料制作。

Images