[发明专利]用于降低结构振动和噪声的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于降低结构振动和噪声的方法和设备。用于结构面板的共轭阻尼器包括在第一边缘和第二边缘之间延伸的约束片。第一边缘和第二边缘均至少部分地联接到该结构面板的第一表面。该共轭阻尼器还包括阻尼层，该阻尼层联接在该约束片和该第一表面之间，使得当该结构面板处于压缩变形状态时，该阻尼层在与该第一表面大致垂直的方向上的厚度相对于基线状态减小。该阻尼层包括粘弹性材料。

技术领域

本公开的领域总体涉及振动和噪声降低，并且更特别地涉及用于阻尼飞行器或车辆结构的振动和通过飞行器或车辆结构的声传播的方法和设备。

背景技术

许多结构要承受来自各种源的结构传播的振动(structure-borne vibrations)和噪声。举一个例子，飞行器和车辆结构通常包括发动机，发动机在运行期间产生振动和噪声。这样的结构通常还要承受其它振动和/或声源，诸如由空气动力生成的振动和/或声源。结果，许多这样的结构包括意在抑制结构传播的振动和噪声防止到达客舱的系统。然而，至少一些这样的系统需要用于阻尼结构传播的振动并吸收噪声的单独的装置。

例如，至少一些已知的飞行器和车辆结构设置有被约束层阻尼装置，其中振动阻尼材料层(诸如橡胶或聚氨酯片)的一侧联接到结构表面，而相反侧联接到约束层。对于阻尼层中的任何位置的振动变形，约束层引起阻尼层内的在平行于结构表面的方向上的剪切变形。引起阻尼层的剪切变形相应地耗散一部分振动能。然而，这样的已知的被约束层阻尼装置提供了随着振动频率和环境温度而显著变化的阻尼，并且很少会吸收空气传播的噪声。一些已知的被约束层阻尼装置使用粘弹性泡沫阻尼层来改进针对有效阻尼的频率和温度范围，但这样的装置仍仅在平行于结构表面的阻尼层中引起剪切变形的程度上耗散能量。

而且，至少一些已知的飞行器和车辆结构设置有热声毯(thermal-acousticblankets)，热声毯定位在客舱的结构和面板之间。所述毯包括诸如玻璃纤维或轻质开孔泡沫等材料，该材料吸收空气传播的噪声。然而，这样的已知的毯对结构传播的振动所提供的阻尼很少。

另外，至少一些已知结构使用具有内置致动器的吸音泡沫，有时被称为“智能泡沫”。这样的已知智能泡沫装置包括具有平坦基部和相对弓形上表面的轻质泡沫层。平坦基部联接到所述结构，而弓形表面联接到薄压电薄膜。为了补充由泡沫提供的噪声吸收，压电薄膜被主动控制用以膨胀和收缩泡沫来产生抵消噪声的声波。然而，与结构表面垂直的大部分(如果不是所有的)泡沫变形由压电薄膜主动引起，以生成抵消噪声的声波。而且，泡沫受其能力被选择来为单薄压电薄膜的主动受控振动提供弹性支撑基础并吸收声能。所以，引起泡沫变形并不会耗散来自结构传播的振动的大量振动能。另外，压电薄膜和主动控制系统会对于降噪装置产生(例如来自辅助控制部件的)额外的成本、重量和复杂度。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于结构面板的共轭阻尼器。所述共轭阻尼器包括约束片，该约束片在第一边缘和第二边缘之间延伸。所述第一边缘和所述第二边缘均至少部分地联接到所述结构面板的第一表面。该共轭阻尼器还包括阻尼层，该阻尼层联接在所述约束片和所述第一表面之间，使得当所述结构面板处于压缩变形状态时，所述阻尼层在与第一表面大致垂直的方向上的厚度相对于基线状态减小。所述阻尼层包括粘弹性材料。

在另一方面，提供了一种结构面板。所述结构面板包括第一表面以及联接到所述第一表面的至少一个共轭阻尼器。所述至少一个共轭阻尼器包括约束片，该约束片在第一边缘和第二边缘之间延伸。所述第一边缘和所述第二边缘均至少部分地联接到所述第一表面。该共轭阻尼器还包括阻尼层，该阻尼层联接在所述约束片和所述第一表面之间，使得当所述结构面板处于压缩变形状态时，所述阻尼层在与所述第一表面大致垂直的方向上的厚度相对于基线状态减小。所述阻尼层包括粘弹性材料。