阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111739502A(43)申请公布日2020.10.02(21)申请号202010485176.6B32B3/26(2006.01)(22)申请日2020.06.01B32B7/12(2006.01)B32B15/01(2006.01)(71)申请人南京航空航天大学B32B15/18(2006.01)地址210016江苏省南京市秦淮区御道街B32B15/06(2006.01)29号B32B15/095(2006.01)申请人西安交通大学B32B25/04(2006.01)(72)发明人卢天健辛锋先段明宇何伟B32B27/06(2006.01)于晨磊B32B33/00(2006.01)(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人韩天宇(51)Int.Cl.G10K11/162(2006.01)G10K11/172(2006.01)B32B1/08(2006.01)B32B3/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料(57)摘要本发明提供了一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，通过焊接或胶接穿孔上面板、蜂窝层芯、下面板，形成多个蜂窝共振腔单元，并在蜂窝共振腔单元的侧壁和底面上粘贴阻尼内衬层，改善了结构的声阻抗特性，提高了结构的低频吸声性能。轻质蜂窝夹层板结构在实现良好的低频水下吸声性能的前提下，减轻了结构重量，保证了结构承载性能，解决了传统水下吸声结构在普遍存在低频吸声性能不佳、质量较重、承载性能差的问题。CN111739502ACN111739502A权利要求书1/1页1.一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：包括穿孔上面板、蜂窝层芯、阻尼内衬层和下面板，穿孔上面板、蜂窝层芯、下面板通过焊接或胶接相连，下面板下表面固定在需要声学处理的水下装备上，其中，所述的蜂窝层芯包括若干蜂窝共振腔单元；所述的穿孔上面板上面周期性的开有小孔，每一个小孔对应蜂窝层芯结构中的一个蜂窝共振腔单元；所述的阻尼内衬层粘贴于每一个蜂窝共振腔单元的侧壁和底面上，形成一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料。2.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的穿孔上面板由结构钢制成。3.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的穿孔上面板的小孔的直径为2~5mm，形状为圆形、三角形、方形、花瓣形或不规则形。4.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的穿孔上面板的厚度为2~5mm。5.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的蜂窝层芯由结构钢制成，形状为方形层级蜂窝、三角形层级蜂窝、六方层级蜂窝或多尺寸多形状的混杂层级蜂窝。6.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的蜂窝层芯内边长为25~40mm。7.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的层级蜂窝层芯的厚度为30~50mm。8.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的阻尼内衬层为粘弹性材料制成，采用橡胶或聚氨酯，阻尼内衬层厚度为1mm~4mm。9.根据权利要求1所述的阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，其特征在于：所述的下面板由结构钢制成。2CN111739502A说明书1/4页阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料技术领域[0001]本发明涉及水下吸声领域，具体是一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料。背景技术[0002]声学超材料是一种人工周期性复合结构，具有不同于天然材料的超常规声学特性，如声聚焦、负折射、单向透射、声隐身等。此外，深亚波长尺度结构对低频声波的完美吸收也是声学超材料的重要特殊性质之一。在空气声学中，通过空间缠绕或层级穿孔的结构设计，可以实现基于亥姆霍兹共振原理的完美吸收。通过具有不同几何参数的多个单元的并行连接，其中一些结构也表现出宽频带吸收能力。但在水声学中，由于水的近似不可压缩性和相对较小的粘性，依赖于空气的粘性能量耗散的超材料将不再适用。此外，在相同频率下，水中的声波波长是空气的4倍以上，这使得通过小尺寸结构实现低频的完全吸收变得更加困难。而传统的水下吸声材料/结构，例如具有周期性排布的空腔的吸声覆盖层、局域共振型声子晶体、阻抗渐变型吸声覆盖层等材料/结构，其基体大多为橡胶或聚氨酯，实际工作时需粘贴在水下装备的钢制外壳上，一方面增加了结构重量，另一方面承载性能较差，在深水载荷作用下易发生变形，从而削弱其吸声性能。综合来看，上述结构普遍存在低频吸声性能不佳、质量较重、承载性