CN218957391U - 一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，包括上面板和下面板，上面板和下面板均为声学黑洞结构；声学黑洞朝向中间；中间层，中间层包括固定框架和薄膜超材料薄膜超材料包括粘接的质量块与薄膜，薄膜超材料与固定框架连接；上面板和下面板均与固定框架固定连接，用以形成三明治降噪结构；本实用新型适用于低频降噪，利用声学黑洞和薄膜超材料形成三明治降噪结构，能够实现宽频、低频噪声的有效控制。

Description

一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构

技术领域

本实用新型涉及降噪技术领域，具体而言，涉及一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构。

背景技术

低频噪声具有长波特性，难衰减、易透射，是噪声控制领域的难题。传统的降噪材料受限于“隔声质量定律”，要想实现有效的低频噪声控制，需要很大的密度或者很大的厚度，在工程应用中往往很难实现；声学超材料技术是突破“隔声质量定律”的有效方式，例如薄膜型声学超材料就是一种轻质、低频降噪材料，它通常由张紧的薄膜、贴附在薄膜中心的质量块、约束在薄膜四周的框架组成，例如公开号为CN112331171A的中国专利，公开了一种超轻质的低频降噪薄膜超材料，包括纯聚酰亚胺膜、附着在纯聚酰亚胺膜上的一字型铝合金振子和中心十字振子以及设置在纯聚酰亚胺膜的外圆周的乙烯乙酸乙烯酯共聚物圆环，中心十字振子的中心点与纯聚酰亚胺膜的中心点重合，一字型铝合金振子对称设置在中心十字振子的四周；该低频降噪峰值由薄膜和薄膜上的振子这一耦合结构提供，受结构形式限制，低频降噪峰值单一；而且薄膜超材料直接裸露在外面，难以适应实际应用环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，其解决了利用薄膜超材料降噪时，结构受限且低频降噪峰值单一的问题。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，包括上面板和下面板，上面板和下面板均为声学黑洞结构；声学黑洞朝向中间；中间层，中间层包括固定框架、薄膜超材料，薄膜超材料包括粘接的质量块与薄膜，薄膜超材料与固定框架连接；上面板和下面板均与固定框架固定连接，用以形成三明治降噪结构；

进一步的，声学黑洞的中心区域设有阻尼贴片；

进一步的，薄膜为聚酰亚胺薄膜，且聚酰亚胺薄膜通过双轴拉伸处于张紧状态；

进一步的，上面板和下面板均为树脂或铝加工成型；

进一步的，阻尼贴片为约束型阻尼贴片或自由型阻尼贴片。

本实用新型的技术方案至少具有如下优点和有益效果：通过使用声学黑洞作为外层、薄膜型超材料作为芯层，进而形成一种三明治降噪结构，因为声学黑洞本身是板材结构且具有低频降噪的特性，所以使用其作为外层能够针对薄膜型声学超材料起到防护作用，同时拓宽了整体结构的低频降噪带宽，实现了宽频、低频噪声的有效控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构的结构透视图；

图3为本实用新型实施例1提供的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构的上面板和下面板的示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构的下面板的示意图；

图5为本实用新型实施例1提供的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构的中间层的示意图；

图6为本实用新型实施例1提供的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构的固定框架的示意图；

图7为本实用新型实施例1提供的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构的声学黑洞的结构示意图；

图标：1-上面板，2-下面板，3-中间层，4-阻尼贴片，31-固定框架，32-薄膜超材料，321-质量块，322-薄膜。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，如图1-6所示，包括上面板1和下面板2，上面板1和下面板2均为声学黑洞结构；声学黑洞朝向中间；中间层3，中间层3包括固定框架31、薄膜超材料32，薄膜超材料32包括粘接的质量块321与薄膜322，薄膜超材料32与固定框架31连接；例如，薄膜超材料32与固定框架31通过胶水粘接，上面板1和下面板2均与固定框架31固定连接，用以形成三明治降噪结构；声学黑洞本身是板材结构且具有低频降噪的特性，用其作为外层不仅可以起到对薄膜超材料32的防护作用，还能够拓宽整体结构的低频降噪带宽，实现宽频、低频噪声的有效控制。

声学黑洞，如图7所示，中心区域设有阻尼贴片4；阻尼贴片4为约束型阻尼贴片4或自由型阻尼贴片4，例如阻尼贴片4为1.2mm的约束型阻尼贴片4，约束性阻尼贴片4能够耗散声学黑洞聚集的振动波，进而提升了降噪效果。

薄膜322为聚酰亚胺薄膜，且通过双轴拉伸处于张紧状态；质量块(321)为小型钢块；薄膜322通过双轴拉伸提供一定的预紧力，张紧的薄膜322和质量块321的耦合共振可以提供结构优异的低频降噪性能，提升了低频降噪的效果。

上面板1和下面板2均为高分子材料加工成型；例如，上面板1和下面板2均为树脂，由于树脂材料具有很强的成型能力且质量轻，能够提升降噪结构的适应能力，满足更多场景的低频降噪需求。

上面板1和下面板2均为金属材料加工成型；例如，上面板1和下面板2均为铝，由于铝具有质地坚韧而轻，有延展性的特性，能够拓展降噪结构的使用场景，提高了该三明治降噪结构的通用性。

实施例2

本实施例主要结构与实施例1中的完全一致，区别在于，声学黑洞结构的数量为上面板1为3层，下面板2为3层，中间层3中的薄膜超材料为2层，多层声学黑洞结构与薄膜超材料依然形成三明治降噪结构，由于声学黑洞结构和薄膜超材料的数量增加，进一步增加了宽频和低频噪声的控制。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，其特征在于，包括：

上面板(1)和下面板(2)，所述上面板(1)和所述下面板(2)均为声学黑洞结构；所述声学黑洞朝向中间；

中间层(3)，所述中间层(3)包括固定框架(31)和薄膜超材料(32)，所述薄膜超材料(32)包括粘接的质量块(321)与薄膜(322)，所述薄膜超材料(32)与所述固定框架(31)连接；

所述上面板(1)和所述下面板(2)均与所述固定框架(31)固定连接，用以形成三明治降噪结构。

2.如权利要求1中所述的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，其特征在于，所述声学黑洞的中心区域设有阻尼贴片(4)。

3.如权利要求2中所述的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，其特征在于，所述薄膜(322)为聚酰亚胺薄膜，且所述聚酰亚胺薄膜通过双轴拉伸处于张紧状态。

4.如权利要求3中所述的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，其特征在于，所述上面板(1)和所述下面板(2)均为树脂或铝加工成型。

5.如权利要求2-4中任一项所述的声学黑洞与薄膜超材料复合型低频降噪结构，其特征在于，所述阻尼贴片(4)为约束型阻尼贴片(4)或自由型阻尼贴片(4)。

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