CN219778515U - 一种超构消声器 - Google Patents
一种超构消声器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219778515U CN219778515U CN202223400888.7U CN202223400888U CN219778515U CN 219778515 U CN219778515 U CN 219778515U CN 202223400888 U CN202223400888 U CN 202223400888U CN 219778515 U CN219778515 U CN 219778515U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- muffler
- ultra
- structured
- super
- resonator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 238000012029 structural testing Methods 0.000 claims description 3
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种超构消声器，包括依次连接的穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列，共振器阵列包括多个依次连接的耦合共振器单元，每个耦合共振器单元均包括平行耦合的多个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器。与现有技术相比，本实用新型提出一种强大且控制良好的超构消声器，可以改变各个共振器单元中的颈部内嵌式亥姆霍兹共振器的结构，实现音色可设计，且具有适用于极端环境、具有优异的声学和力学性能等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及消声器技术领域，尤其是涉及一种超构消声器。
背景技术
音色是声音的一个基本方面，这自然是一个与宽频声密切相关的概念，通常被认为是由被动机械系统的固有特性所决定的。这是因为由于共振的色散特性阻碍了宽带波调制，音色操作一直具有挑战性。声学超材料的最新进展通过增强性能和压缩尺寸，极大地丰富了波处理方法，而由于增材制造技术的发展，构建基于高性能超材料的声学器件更加可行，导致了负折射、超分辨率成像和深亚波长吸收等多种多样的功能。尽管大多数声学超材料仍受强共振色散的限制，且设计用于处理单频或较窄频段的波操作，但宽带吸声超材料为理解共振控制提供了新的思路，并为宽带音色操控铺平了道路。
凭借特有的强力增强声场和亚波长结构规模，吸声超材料的初始设计对于窄带性能非常有效。为了实现宽带声吸收/衰减，一种有效的方法是将一系列不同频率的吸声元件组合在一起。尽管在宽带高效声吸收/衰减方面取得了令人瞩目的成就，但音色操纵在实现方面仍有很大的差距，因为音色操纵对宽带共振的频率选择性和精细调制提出了更高的要求。
目前迫切需要提供一种强大且控制良好的全局耦合为可设计的音色提供了可行的途径的消声器。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种为可设计的音色提供了可行的途径的超构消声器。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种超构消声器，包括依次连接的穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列，所述共振器阵列包括多个依次连接的耦合共振器单元，每个耦合共振器单元均包括平行耦合的多个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器。
进一步地，所述刚性边界外壳设有多个单元外壳，该单元外壳与所述共振器单元一一对应，所述金属泡沫的数量为多个，各个金属泡沫分别安装在对应的单元外壳内。
进一步地，所述金属泡沫为电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫。
进一步地，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳为树脂材料。
进一步地，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳通过增材制造技术制备。
进一步地，所述超构消声器用于实际使用时，所述刚性边界外壳和耦合共振器阵列均为金属材料。
进一步地，所述颈部内嵌式亥姆霍兹共振器包括矩形截面腔和内嵌式方形截面颈部件，所述内嵌式方形截面颈部件嵌入在矩形截面腔内侧。
进一步地，各个所述耦合共振器单元的整体厚度相同。
进一步地，所述穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列自上而下依次层叠设置。
进一步地，所述穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列均为沿纵向延伸的长条状结构。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型提出一种强大且控制良好的超构消声器，可以改变各个共振器单元中的颈部内嵌式亥姆霍兹共振器的结构，实现音色可设计，并且具有高效宽带声衰减、效率可控声衰减，适用于极端环境(低温，高温等)等优点；并且设置了采用电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫，具有有效的声耗散、良好的强度和刚度、适用于高低温极端环境等优异的声学和力学性能。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的一种超构消声器的结构示意图；
图中，1、穿孔板，2、金属泡沫，3、刚性边界外壳，4、耦合共振器阵列，401、内嵌式方形截面颈部，402、矩形截面腔。
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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
实施例1
本实施例提供一种超构消声器，如图1所示，包括依次连接的穿孔板1、金属泡沫2、刚性边界外壳3和耦合共振器阵列4，耦合共振器阵列4包括多个依次连接的耦合共振器单元，每个耦合共振器单元均包括平行耦合的多个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器(NEHR)。
刚性边界外壳3设有多个单元外壳，该单元外壳与共振器单元一一对应，金属泡沫2的数量为多个，各个金属泡沫2分别安装在对应的单元外壳内。进行试验时，刚性边界外壳3可以用的3D打印材料-树脂构成，方便生产制造，实际使用时，结构中包括耦合共振腔阵列、刚性边界外壳3等材料换成金属材料。
各个共振器单元为相同的结构，每个共振器单元中的各个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器可以为不同的形状或大小，但整体共振器单元的厚度一致。颈部内嵌式亥姆霍兹共振器包括矩形截面腔402和内嵌式方形截面颈部401。
本实施例中，超构消声器的底部由y方向上8个相同的单元组成。超构消声器每个单元由16个NEHR组成，厚度一致。NEHR的细节如图1的右边子图所示，其由矩形截面腔402和内嵌式方形截面颈部401组成。
在NEHR之上，金属泡沫位于共振器阵列和穿孔板之间，能对超构消声器的固有损耗提供高效的调制。金属泡沫的流阻为1500Pa·s/m2，其被每个单元外壳分开。超构消声器的顶部为穿孔板，可以有效保护内部材料，防止超构消声器表面产生次噪声。采用电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫具有有效的声耗散、良好的强度和刚度等优异的声学和力学性能。同时，与传统海绵相比，金属泡沫还可以在低温、高温等极端环境中使用。超构消声器的其他部分通过增材制造技术(3D打印)使用激光立体光刻和光敏树脂，如紫外光固化树脂制造，制造精度为0.1mm。
本实施例提出一种强大且控制良好的超构消声器，可以改变各个共振器单元中的颈部内嵌式亥姆霍兹共振器的结构，实现音色可设计，并且具有高效宽带声衰减、效率可控声衰减，适用于极端环境(低温，高温等)等优点；并且设置了采用电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫，具有有效的声耗散、良好的强度和刚度、适用于高低温极端环境等优异的声学和力学性能。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种超构消声器，其特征在于，包括依次连接的穿孔板(1)、金属泡沫(2)、刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)，所述共振器阵列包括多个依次连接的耦合共振器单元，每个耦合共振器单元均包括平行耦合的多个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器。
2.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述刚性边界外壳(3)设有多个单元外壳，该单元外壳与所述共振器单元一一对应，所述金属泡沫(2)的数量为多个，各个金属泡沫(2)分别安装在对应的单元外壳内。
3.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述金属泡沫(2)为电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫(2)。
4.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳(3)为树脂材料。
5.根据权利要求4所述的一种超构消声器，其特征在于，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳(3)通过增材制造技术制备。
6.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述超构消声器用于实际使用时，所述刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)均为金属材料。
7.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述颈部内嵌式亥姆霍兹共振器包括矩形截面腔(402)和内嵌式方形截面颈部件(401)，所述内嵌式方形截面颈部件(401)嵌入在矩形截面腔(402)内侧。
8.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，各个所述耦合共振器单元的整体厚度相同。
9.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述穿孔板(1)、金属泡沫(2)、刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)自上而下依次层叠设置。
10.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述穿孔板(1)、金属泡沫(2)、刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)均为沿纵向延伸的长条状结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223400888.7U CN219778515U (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种超构消声器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223400888.7U CN219778515U (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种超构消声器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219778515U true CN219778515U (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88129675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223400888.7U Active CN219778515U (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种超构消声器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219778515U (zh) |
-
2022
- 2022-12-19 CN CN202223400888.7U patent/CN219778515U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Microlattice metamaterials with simultaneous superior acoustic and mechanical energy absorption | |
| US9222229B1 (en) | Tunable sandwich-structured acoustic barriers | |
| Li et al. | Multifunctional sound-absorbing and mechanical metamaterials via a decoupled mechanism design approach | |
| US11158299B2 (en) | Acoustic meta-material basic structure unit, composite structure thereof, and assembly method | |
| Zhang et al. | Focusing ultrasound with an acoustic metamaterial network | |
| Li et al. | Multi‐level bioinspired microlattice with broadband sound‐absorption capabilities and deformation‐tolerant compressive response | |
| Guo et al. | Acoustic characterizations of Helmholtz resonators with extended necks and their checkerboard combination for sound absorption | |
| Dong et al. | Recent advances in acoustic ventilation barriers | |
| CN101673869A (zh) | 陶瓷小球和铜线构成的左手材料的制备方法 | |
| Cui et al. | Soft materials with broadband and near-total absorption of sound | |
| CN219778515U (zh) | 一种超构消声器 | |
| CN109119059B (zh) | 一种基于Helmholtz共鸣器耦合的双负声学超材料结构 | |
| US20190232555A1 (en) | Additively-manufactured periodic structures to achieve effective low-k materials in rf applications | |
| Man et al. | Engineering three-dimensional labyrinthine fractal acoustic metamaterials with low-frequency multi-band sound suppression | |
| Wang et al. | Ultrathin broadband acoustic reflection metasurface based on meta-molecule clusters | |
| Zhao et al. | Tunable network sound absorber based on additive manufacturing | |
| Li et al. | Interpenetrating hollow microlattice metamaterial enables efficient sound-absorptive and deformation-recoverable capabilities | |
| Zhang et al. | New-parallel connection of the Helmholtz resonator with embedded apertures for low-frequency broadband sound absorption | |
| Kheybari et al. | Dual-target-frequency-range stop-band acoustic metamaterial muffler: acoustic and CFD approach | |
| CN108682411B (zh) | 一种宽带低频声学消声器 | |
| CN111128109B (zh) | 一种嵌套开缝共振腔型声学超材料结构 | |
| Christensen et al. | Shape optimization of a loudspeaker diaphragm with respect to soun directivity properties | |
| Wang et al. | A composite perforated partitioned sandwich panel with corrugation for underwater low-frequency sound absorption | |
| CN116834390A (zh) | 一种宽低频吸声减振覆盖层结构及设计方法 | |
| CN110428801B (zh) | 用于爆炸设备的消声装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |