[发明专利]一种低频宽带复合平板吸声结构

说明书

本发明公开了一种低频宽带复合平板吸声结构，包括微穿孔板和吸声体，吸声体包括前面板、框架、隔板和后背板，前面板上设置若干吸声孔，前面板、框架、隔板、后背板围合而成的若干空腔为MIE型共振腔，吸声孔的一侧朝向声源，另一侧与MIE型共振腔相连，MIE型共振腔的长度由外向内依次递减。MIE型共振腔与吸声孔的数量相等且一一对应。本发明的低频吸声频带较宽，低频吸声性能良好；吸声性能与结构参数相关，通过改变结构参数设计单腔的吸声性能并优化腔体间的耦合作用，提高整体频段的吸声系数，以保证低频隔声性能良好，可广泛替代现有的低频吸/隔声层；结构新颖，开孔位置可在对应空腔上方做适当调整，结构轻薄，面密度小。

技术领域

本发明涉及吸声结构，具体为一种低频宽带复合平板吸声结构。

背景技术

提高交通载具的运行速度，保证运行安全，提升乘坐体验舒适性，已经成为了当前高速运输载具发展的主要发展方向。载具运行速度的提升和对节能减排提出了更高要求，实现对载具整体结构与材料的轻量化的同时，保证出行体验的舒适性，对减振降噪性能也提出了更高要求。因此，发展轻量化减振降噪材料对交通运载行业的发展具有重大意义。

目前，国内对于通过噪声的控制与治理主要采用隔声屏障。传统的隔声屏障一般为双层钢板内加多孔吸声材料组合结构，这种技术方案低频吸声效果差，整体隔声性能一般。现有低频吸声结构通常采用局域共振与多孔材料组合吸声机理，对低频通过噪声有一定的吸收作用，但其结构厚度较大，低频吸声性能一般，应用范围较窄。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种吸声频带较宽、吸声性能好的低频宽带复合平板吸声结构。

技术方案：本发明所述的一种低频宽带复合平板吸声结构，包括微穿孔板和吸声体，吸声体包括前面板、框架、隔板和后背板，前面板上设置若干吸声孔，前面板、框架、隔板、后背板围合而成的若干空腔为MIE型共振腔，吸声孔的一侧朝向声源，另一侧与MIE型共振腔相连，MIE型共振腔的长度由外向内依次递减。

为了保证吸声过程的稳定，MIE型共振腔与吸声孔的数量相等且一一对应。吸声孔的截面形状为圆形或四边形，面积为100～1200mm²。

进一步地，MIE型共振腔的长度满足L_n＝c₀/4f，其中，L_n为MIE型共振腔的长度，n为MIE型共振腔由外向内的序数，c₀为声速，f为频率。MIE型共振腔的吸声频率随框架前后隔板之间距离的增大而降低，这是因为MIE型共振腔是一种类FP共振结构，它的吸声性能与其腔体深度、腔体截面尺寸、腔体体积相关，通过调整腔体体积，可以实现吸声系数与吸声频段的设计。MIE型共振腔的数量为5～30个，长度为50～300mm。考虑低频声阻抗匹配问题，MIE型共振腔的个数优选为25个。

进一步地，框架等间距设置，隔板的间距为4～30mm，优选为16mm。在保证结构整体刚度的前提下，提高复合平板吸声结构的低频吸声性能，拓宽其低频吸声频带。框架与前面板和后背板之间通过超声波焊接连接。

进一步地，吸声体的长度为80～500mm，宽度为80～500mm，深度为10～40mm。

进一步地，微穿孔板包括边框、强化筋和面板，面板嵌套在边框内，面板上设置通孔，面板朝向吸声体的一侧设置强化筋。通孔的截面形状为圆形或四边形，通孔的尺寸为0.05～1.0mm，微穿孔板的穿孔率为0.5～30％。通孔的尺寸小于0.05mm，会造成阻抗失配，共振频率偏移。通孔的尺寸大于1.0mm，共振效果明显减弱。微穿孔板的穿孔率低于0.5％，背腔耦合效果太弱；微穿孔板的穿孔率大于30％，背腔耦合效果过强，难与下方低频吸声体共振频率匹配。

进一步地，隔板与MIE型共振腔相交，使得声波沿MIE型共振腔的一端向另一端传递，行程最长，能量进一步耗散。