[发明专利]基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构及方法

权利要求书

1.一种基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，包括均匀梁、与均匀梁连接的声学黑洞结构和设在声学黑洞结构上表面的阻尼层元件；在均匀梁上分布有多个阵列分布的通孔，在通孔中设有阻尼共振器；

所述声学黑洞结构包括由上表面为渐缩的弧形面和下表面为水平面构成的弧形板，厚度大的一端连接均匀梁，厚度小的一端贴附阻尼层元件；

所述阻尼共振器包括质量块和布置在质量块外周的阻尼梁，通过调整阻尼梁的厚度，选择减振结构需要衰减的低频段频率。

2.根据权利要求1所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，所述均匀梁为板状长方体，上下表面之间距离相等，均匀梁中间镂空多个长方形通孔，阻尼共振器设置于均匀梁长方形通孔中。

3.根据权利要求1所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，所述阻尼共振器质量块为矩形结构，质量块厚度与所述均匀梁厚度相同；阻尼梁为一对矩形框型梁，一对阻尼梁对称布置在质量块两端，阻尼梁两端与均匀梁中间通孔侧壁相连接。

4.根据权利要求3所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，在一对阻尼梁相对布置端带有弯折部，且每个阻尼梁的弯折部的弯折方向相同，其中一个弯折部连接质量块，另一个弯折部弯折方向向外；相对布置的阻尼梁弯折部方向相反。

5.根据权利要求1所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，声学黑洞结构刚性连接于所述均匀梁侧面上；声学黑洞结构最大厚度与均匀梁厚度相同。

6.根据权利要求1所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，所述声学黑洞结构最大厚度H满足以下关系：

其中，x表示距声学黑洞结构边缘的距离；x₁为声学黑洞结构边缘到声学黑洞结构最大厚度处的距离；x₂为声学黑洞结构边缘到均匀梁边缘的距离；h₁为声学黑洞结构的边缘厚度；h₂为均匀梁的厚度；ε为声学黑洞剖面斜率，ε＞0；m为声学黑洞阶次。

7.根据权利要求1所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，所述声学黑洞结构边缘厚度为其最大厚度的0.05-0.1倍。

8.根据权利要求1所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，阻尼层敷贴于所述声学黑洞结构上表面边缘处；阻尼层厚度为所述声学黑洞结构边缘厚度的1-4倍。

9.根据权利要求1所述的基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构，其特征在于，所述均匀梁结构、声学黑洞结构和质量块材质为Q235A3钢；阻尼层和阻尼梁的材质为高阻尼合金、橡胶或泡沫塑料。

10.根据权利要求1-9任一项所述结构的低频段频率筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据减振结构几何参数，在Comsol Mutiphysics6.0中建立阻尼共振器单元模型；

分别确定质量块和阻尼梁的材料参数和材料属性；

选择特征频率，设置阻尼共振器单元的阻尼梁厚度变化区域；

对选定厚度变化区域的阻尼梁进行参数化扫描计算，得到设定区域内每个阻尼梁厚度对应的模态频率。