[发明专利]一种改善板壳结构隔声性能的压电网络方法

摘要

本发明公开一种改善板壳结构隔声性能的压电网络方法，第一步在板结构上均匀分布压电作动器；第二步设计电路网络，构成压电网络板；第三步计算最优电感值L，压电网络板隔声低谷不会出现，压电网络板的隔声性能得到改善。第四步检验压电网络板的隔声性能；本发明的优点为压电网络中压电作动器的位置无需优化，各压电作动器通过电路连接，协同工作，降低了对单个作动器性能的要求更低，具有更高的能量转换效率。通过压电作动器之间的电路实现电能在各压电作动器之间流动，提供了一条新的电路通道，能够整体上改变结构的能量分布，从而整体上改变板壳结构的隔声性能。

主权项

一种改善板壳结构隔声性能的压电网络方法，其特征在于：通过下述步骤实现：第一步：在板结构上均匀分布压电作动器；第二步：设计电路网络，构成压电网络板；各压电作动器之间通过电路连接成一个整体，具体为：每一个压电作动器上方均通过两条相交的导线相连，将导线交点固连压电作动器上极，同时压电作动器下极接地；任意2个相邻的压电作动器之间连接电路单元，电路单元包含电感；构成压电网络板，压电网络为板结构中的能量流通提供了一条额外的通道；所述的电路单元还包括电阻，电阻与电感采取串联或者并联的方式；第三步：计算最优电感值；平面声波以入射角θ斜入射压电网络板时，电感的最佳取值范围Ln由下式确定：Ln∈[DtCtDtCt+gt2·sin2θCtc02,sin2θCtc02]---(1)]]>其中：Dt为压电网络板均匀化处理后的等效机械抗弯刚度；gt为压电网络板均匀化处理后的等效机电耦合系数；Ct为均匀化处理后压电网络板上、下表面单位面积的电容；c0为声波速度；当电感值取集合Ln中任一值时，压电网络板不会出现隔声低谷，与普通板相比隔声性能得到改善；确定最优电感值后，按照第二步设计的电路网络连接，压电网络板设计完成；第四步：检验压电网络板的隔声性能；隔声性能用传声损失评价，传声损失越大表示隔声性能越好；压电网络板的传声损失由下式计算：TLPEM=10log(|1+jωρtcosθ2ρ0c0·(1-Dtω2sin4θρtc04-gt2ω2Lsin4θρtc02(CtLc02-sin2θ))|2)---(2)]]>其中：ρ0为空气密度，ρt为压电网络板均匀化处理后的等效密度，j为虚数单位，ω为圆频率。