[实用新型]一种低声速超材料层及由其制成的中低频高效吸声的超材料复合结构

权利要求书

1.一种低声速超材料层，其特征在于：包括至少一个超材料片，所述超材料片(4)为由厚度为H的空气层和嵌入其中间且厚度为h的穿孔薄板组成的片状等效流体材料，所述穿孔薄板由金属或硬质非金属材料制成，穿孔薄板的延展方向与超材料片的延展方向一致，穿孔薄板的表面与超材料片的表面平行；

其中，0.01H≤h≤0.2H，且h≥0.5mm；穿孔薄板的空间压缩率为ζ，ζ＝H/(H-h)；穿孔薄板上的小孔的形状为圆形、矩形或任意便于加工的形状；单个小孔的面积为S，所述小孔按正方格均匀排列；相邻小孔的中心距为D，D≤H，穿孔率为σ，σ＝S/D²，且

所述超材料片的法向声速C(f)与所述H、h、ζ、S、D的关系符合以下公式组合：

当所述超材料片为多个时，多个所述超材料片的大小和厚度相同且在厚度方向叠加而成，且多个所述超材料片的法向声速一致，多个所述超材料片的穿孔薄板的外缘通过固定架固定连。

2.根据权利要求1所述的低声速超材料层，其特征在于：所述H2.3×10⁴/f₀，单位mm，f₀为超材料片调控的最大频率。

3.根据权利要求1所述的低声速超材料层，其特征在于：所述C(f)小于空气中的声速并大于空气中声速的1/5。

4.根据权利要求1所述的低声速超材料层，其特征在于：5mm≤H≤100mm。

5.根据权利要求1所述的低声速超材料层，其特征在于：所述超材料片的个数为1-5个。

6.一种中低频高效吸声的超材料复合结构，其特征在于：包括由外向内顺次连接的多孔性吸声材料层(1)、权利要求1-5中任一项所述的低声速超材料层(2)和硬反射材料(3)，所述低声速超材料层(2)中的各穿孔薄板经所述固定架与所述多孔性吸声材料层(1)和硬反射材料(3)固定连接。

7.根据权利要求6所述的超材料复合结构，其特征在于：所述多孔性吸声材料层由流阻率20000Pa·s/m²的聚氨酯吸声材料制成，厚度为20mm；所述低声速超材料层由1层超材料片组成；超材料片的厚度为20mm，包含厚度为1mm的穿孔薄板，所述穿孔薄板由硬树脂制成，穿孔间距为20mm，穿孔半径1mm；硬反射材料为平整的混凝土墙。

8.根据权利要求6所述的超材料复合结构，其特征在于：所述多孔性吸声材料层的流阻率为40000Pa·s/m²，厚度为10mm，所述低声速超材料层由5层超材料片组成，超材料片的厚度为20mm，超材料片的穿孔薄板由铝合金制成，穿孔薄板厚度为1mm，穿孔半径为2.5mm，穿孔间距为20mm，超材料片的法向声速为160m/s。