[发明专利]一种薄层超材料吸声结构

摘要

一种薄层超材料吸声结构，其特征在于薄层超材料吸声结构由多个吸声结构单元平行周期排列组成，各单元之间通过通过胶水粘接或焊接在一起；吸声结构单元由矩形盒子、L型板、第一介质、第二介质、第三介质、第四介质、盖板组成；L型板、第一介质、第二介质、第三介质、第四介质位于矩形盒子内，盖板粘接在矩形盒子上；矩形盒子、L型板、盖板材料相同；4种介质材料相同，均为矩形；L型板由第一侧面和第二侧面垂直相接成L型，L型板的第二侧面垂直立于矩形盒子的下底面上，第一侧面与矩形盒子的下底面平行。与相同长宽和厚度的聚氨酯泡沫或者纤维相比，本发明能够对中低频噪声更高效地吸收，平均吸声系数更大。

主权项

1.一种薄层超材料吸声结构，其特征在于薄层超材料吸声结构由m×n个吸声结构单元(1)平行周期排列；m大于等于1，n大于等于1；吸声结构单元(1)由矩形盒子(11)、L型板(12)、第一介质(13)、第二介质(14)、第三介质(15)、第四介质(16)、盖板(17)组成；L型板(12)、第一介质(13)、第二介质(14)、第三介质(15)、第四介质(16)均位于矩形盒子(11)内，盖板(17)粘接在矩形盒子(11)的第一侧面(112)上；矩形盒子(11)、L型板(12)、盖板(17)材料相同；第一介质(13)、第二介质(14)、第三介质(15)、第四介质(16)材料相同；矩形盒子(11)材料满足：弹性模量E范围70GPa≤E≤220GPa，泊松比η范围0.2≤η≤0.4，密度ρ满足2500kg/m³≤ρ≤8500kg/m³；矩形盒子(11)长为a1、宽为d1、高为h1，壁厚为δ，a1、d1、h1分别满足10mm≤a1≤100mm、10mm≤d1≤100mm、20mm≤h1≤30mm；矩形盒子1的第二到第四侧面封闭，第一侧面(112)完全开口；矩形盒子(11)的上底面(111)开口，开口长度为a3，开口宽度为d3，d3＝d1‑δ；L型板(12)由第一型面(121)和第二型面(122)垂直相接成L型，第一型面(121)和第二型面(122)厚度为d2；L型板(12)的第一型面(121)长度为a2，第二型面(122)长度为h2，a2满足d2＜a2＜a1‑2δ‑a3，h2满足d2＜h2＜h1‑2δ；L型板(12)的第一型面(121)和第二型面(122)的宽度均等于d3，L型板(12)的第二型面(122)垂直立于矩形盒子(11)的下底面上，L型板(12)的第一型面(121)与矩形盒子(11)的下底面平行，与矩形盒子(11)的下底面相距h2‑d2，且L型板(12)的第一型面(121)到矩形盒子(11)的上底面(111)的内壁面的距离为h4，h4满足h4＝h1‑h2‑2δ；L型板(12)的第二型面(122)到矩形盒子(11)第二侧面(113)的内壁面的距离为a3，等于矩形盒子(11)的上底面(111)上开口的长度；第一介质(13)材料物理参数范围满足：流阻率σ范围2000N·s/m4≤σ≤25000N·s/m4，孔隙率θ范围0.9≤θ≤0.98，曲折率τ范围1.02≤τ≤1.45，粘性特征长度Λ范围50um≤Λ≤300um，热特征长度Ψ范围80um≤Ψ≤700um；第一介质(13)的形状为矩形，第一介质(13)的长和宽分别与矩形盒子(11)的上底面(111)上开口的长和宽相等，第一介质(13)的长度等于a3，第一介质(13)的宽度等于d3；第一介质(13)的高度为h3，h3满足h3＝h1‑δ；第一介质(13)从矩形盒子(11)的上底面(111)的开口，顺着矩形盒子(11)的第二侧面(113)的内壁面放入到矩形盒子(11)的内部；第二介质(14)的形状为矩形，第二介质(14)的长度与L型板(12)的第一型面(121)的长度相等，等于a2；第二介质(14)的宽度与第一介质(13)的宽度相等，等于d3；第二介质(14)的高度等于h4；第二介质(14)从矩形盒子(11)的第一侧面(112)，顺着矩形盒子上底面(111)的内壁面和L型板(12)的第一型面(121)放入矩形盒子内；第三介质(15)的形状为矩形；第三介质(15)的长度为a4，a4满足a4＝a1‑a2‑a3‑2δ；第三介质(15)的宽度等于d3；第三介质(15)高度为h5，h5满足h5＝h1‑2δ；第三介质(15)从矩形盒子(11)第一侧面(112)，顺着矩形盒子(11)的上底面(111)的内壁面放入到矩形盒子中；第四介质(16)的形状为矩形；第三介质16的长度为a5，a5满足a5＝a2‑d2；第四介质(16)的宽度与第一介质(13)、第二介质(14)、第三介质(15)的宽度都相等，等于d3；第三介质(15)高度为h6，h6满足h6＝h2‑d2；第四介质(16)从矩形盒子(11)第一侧面(112)，顺着L型板的第一型面(121)的内壁面放入到矩形盒子中；盖板(17)的形状为矩形；盖板(17)的长和高与矩形盒子(11)的长和高分别相等，盖板(17)长为a1、高为h1；盖板(17)宽为b4，b4满足0.5mm≤b4≤2mm；盖板(17)紧贴于矩形盒子(11)的第一侧面(112)。