一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，其特征在于，包括：匹配層和與其連接的含空氣腔彈性阻尼層；所述含空氣腔彈性阻尼層內(nèi)設(shè)有多個連通形多腔；所述連通形多腔由左/右弧線繞所述連通形多腔的中心軸旋轉(zhuǎn)而成，所述連通形多腔的中心軸與所述含空氣腔彈性阻尼層的厚度方向平行；所述左/右弧線為類正弦型曲線，其各峰值點呈梯度變化。本發(fā)明專利技術(shù)極大地提高了傳統(tǒng)空腔諧振型吸聲覆蓋層的聲學性能，連通形多腔結(jié)構(gòu)使得高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層表面與水的阻抗達到完美匹配，可以最大限度地吸收入射到水—聲學覆蓋層界面上的聲波能量，使反射最小。

A Connected Multi-Cavity Resonant Sound Absorption Cover with High Absorption Rate

The invention discloses a high sound absorption ratio connected multi-cavity resonant sound absorption covering layer, which is characterized by: a matching layer and an elastic damping layer with an air cavity connected thereto; a plurality of connected multi-cavities are arranged in the elastic damping layer with an air cavity; the connected multi-cavity is formed by rotating a left/right arc around the central axis of the connected multi-cavity, and the central axis of the connected multi-cavity. The thickness direction of the elastic damping layer is parallel to that of the air chamber, and the left/right arc is a sinusoidal curve with gradient variation of each peak point. The invention greatly improves the acoustic performance of the traditional cavity resonant sound absorption coating. The connected multi-cavity structure makes the surface of the high-absorption connected multi-cavity resonant sound absorption coating perfectly match the impedance of water, and can absorb the acoustic energy incident on the water-acoustic coating interface to the greatest extent, so as to minimize the reflection.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層
本專利技術(shù)涉及一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，敷設(shè)于水下潛器表面，屬于吸聲降噪設(shè)計領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
水下潛器的吸聲降噪問題已受到各國高度的重視，目前聲學覆蓋層技術(shù)是目前唯一的既能降低潛器目標強度又能抑制潛器輻射噪聲的一項綜合性技術(shù)。研究的二戰(zhàn)中德國海軍首次在潛器的外殼上加裝一層名為“Alberich(阿爾貝里奇)”的合成橡膠防聲材料，這是最早的含短圓柱空腔諧振型聲學覆蓋層。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，諧振型吸聲覆蓋層空腔的形狀出現(xiàn)過球形、圓錐形、圓臺形和指數(shù)形等。例如一種二元嵌入式圓柱空腔吸聲覆蓋層，圓柱空腔為周期性分布陣列分布。目前，公知的水下諧振型吸聲覆蓋層以含有指數(shù)形空腔的吸聲覆蓋層運用最廣。在現(xiàn)有空腔諧振型聲學覆蓋層的專利和文獻研究中，多數(shù)的工作仍針對已有空腔(圓柱形、指數(shù)形)吸聲覆蓋層進行設(shè)計，例如文獻“Acoustichornsoptimizationusingfiniteelementsandgeneticalgorithm”利用有限元和遺傳算法對吸聲覆蓋層的圓臺空腔幾何結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，而吸聲覆蓋層技術(shù)受到空腔結(jié)構(gòu)的影響巨大。隨著水下聲納技術(shù)的不斷發(fā)展，對水下潛器的隱身性能提出了更高的要求，已有的空腔結(jié)構(gòu)不能很好的滿足不同頻段下高吸聲率的需求，因此，設(shè)計高吸聲率的空腔諧振型聲學覆蓋層，提出吸聲性能更優(yōu)的空腔結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層。通過在彈性阻尼層上設(shè)計連通形多腔的方式，獲得具有高吸聲率諧振型吸聲覆蓋層，最大限度地吸收入射到水—聲學覆蓋層界面上的聲波能量，并將進入彈性阻尼層的聲波通過多腔共振和波型轉(zhuǎn)換的方式消耗掉，本專利技術(shù)的空腔拓撲構(gòu)型經(jīng)過了謹慎設(shè)計，能實現(xiàn)特定頻段下吸聲效果明顯優(yōu)于已有的空腔諧振型吸聲覆蓋層。本專利技術(shù)采用的技術(shù)手段如下：一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，包括：匹配層和與其連接的含空氣腔彈性阻尼層；所述含空氣腔彈性阻尼層內(nèi)設(shè)有多個連通形多腔；所述連通形多腔由左/右弧線繞所述連通形多腔的中心軸旋轉(zhuǎn)而成，所述連通形多腔的中心軸與所述含空氣腔彈性阻尼層的厚度方向平行；所述左/右弧線為類正弦型曲線，其各峰值點呈梯度變化。所述連通形多腔呈陣列周期性排列。所述連通形多腔的腔數(shù)可根據(jù)所述含空氣腔彈性阻尼層的厚度進行調(diào)節(jié)。所述左/右弧線的各波谷和波峰到其對應(yīng)的所述連通形多腔的中心軸之間的距離可根據(jù)所述含空氣腔彈性阻尼層的孔隙率進行調(diào)節(jié)。所述匹配層和所述含空氣腔彈性阻尼層的材質(zhì)為粘彈性材料或超彈性材料。所述匹配層的厚度小于所述含空氣腔彈性阻尼層的厚度，所述匹配層的上表面與水直接接觸，所述匹配層的下表面與所述含空氣腔彈性阻尼層的上表面粘接，所述含空氣腔彈性阻尼層的下表面具有與水下運動體的殼體表面相貼合的連接部，即所述連通形多腔的中心軸垂直于所述匹配層。所述左/右弧線的各峰值點由所述含空氣腔彈性阻尼層的上表面向所述含空氣腔彈性阻尼層的下表面呈遞增的梯度變化。所述連通形多腔的上端與所述含空氣腔彈性阻尼層的上表面點接觸。保證所述高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層可工作在特定聲波頻段下的高吸聲特性體現(xiàn)在：所述連通形多腔的設(shè)計不僅使得所述含空氣腔彈性阻尼層在聲波垂直入射的情況下表現(xiàn)出高的阻尼特性(剪切損耗)，并且通過空腔共振消耗掉更多的聲波能量，從而所述高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層表現(xiàn)出高吸聲率的性能。本專利技術(shù)由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：本專利技術(shù)極大地提高了傳統(tǒng)空腔諧振型吸聲覆蓋層的聲學性能，連通形多腔結(jié)構(gòu)使得高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層表面與水的阻抗達到完美匹配，可以最大限度地吸收入射到水—聲學覆蓋層界面上的聲波能量，使一次反射最小；連通形多腔結(jié)構(gòu)使得進入高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層的聲波發(fā)生多次共振，并對聲波進行多種散射，使聲波聲能幾乎全部損耗，二次或多次反射為零；為傳統(tǒng)空腔諧振型吸聲覆蓋層設(shè)計提供一種連通形多腔空腔結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)特定頻段下吸聲效果明顯優(yōu)于已有的空腔諧振型吸聲覆蓋層，具有良好且廣泛的應(yīng)用前景?；谏鲜隼碛杀緦＠夹g(shù)可在吸聲降噪設(shè)計領(lǐng)域等領(lǐng)域廣泛推廣。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做以簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術(shù)的具體實施方式中高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中I部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的剖視圖。圖4是本專利技術(shù)的具體實施方式中高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層與含指數(shù)形空腔的諧振型吸聲覆蓋層在特定頻段下的吸聲系數(shù)隨頻率變化的曲線對比圖。具體實施方式為使本專利技術(shù)實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。如圖1-圖4所示，一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，包括：匹配層1和與其連接的含空氣腔彈性阻尼層2；所述含空氣腔彈性阻尼層2內(nèi)設(shè)有多個連通形多腔3；所述連通形多腔3由左/右弧線4繞所述連通形多腔3的中心軸旋轉(zhuǎn)而成，所述連通形多腔3的中心軸與所述含空氣腔彈性阻尼層2的厚度方向平行；所述左/右弧線4為類正弦型曲線，其各峰值點呈梯度變化。所述連通形多腔3呈陣列周期性排列。所述連通形多腔3的腔數(shù)可根據(jù)所述含空氣腔彈性阻尼層2的厚度進行調(diào)節(jié)。所述左/右弧線4的各波谷和波峰到其對應(yīng)的所述連通形多腔3的中心軸之間的距離可根據(jù)所述含空氣腔彈性阻尼層2的孔隙率進行調(diào)節(jié)。所述匹配層1和所述含空氣腔彈性阻尼層2的材質(zhì)為粘彈性材料或超彈性材料。所述匹配層1的厚度小于所述含空氣腔彈性阻尼層2的厚度，所述匹配層1的下表面與所述含空氣腔彈性阻尼層2的上表面粘接，所述含空氣腔彈性阻尼層2的下表面具有與水下運動體的殼體表面相貼合的連接部。所述左/右弧線4的各峰值點由所述含空氣腔彈性阻尼層2的上表面向所述含空氣腔彈性阻尼層2的下表面呈遞增的梯度變化。所述連通形多腔3的上端與所述含空氣腔彈性阻尼層2的上表面點接觸。最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本專利技術(shù)進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本專利技術(shù)各實施例技術(shù)方案的范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，其特征在于，包括：匹配層和與其連接的含空氣腔彈性阻尼層；所述含空氣腔彈性阻尼層內(nèi)設(shè)有多個連通形多腔；所述連通形多腔由左/右弧線繞所述連通形多腔的中心軸旋轉(zhuǎn)而成，所述連通形多腔的中心軸與所述含空氣腔彈性阻尼層的厚度方向平行；所述左/右弧線為類正弦型曲線，其各峰值點呈梯度變化。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，其特征在于，包括：匹配層和與其連接的含空氣腔彈性阻尼層；所述含空氣腔彈性阻尼層內(nèi)設(shè)有多個連通形多腔；所述連通形多腔由左/右弧線繞所述連通形多腔的中心軸旋轉(zhuǎn)而成，所述連通形多腔的中心軸與所述含空氣腔彈性阻尼層的厚度方向平行；所述左/右弧線為類正弦型曲線，其各峰值點呈梯度變化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，其特征在于：所述連通形多腔呈陣列周期性排列。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，其特征在于：所述連通形多腔的腔數(shù)可根據(jù)所述含空氣腔彈性阻尼層的厚度進行調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高吸聲率連通形多腔諧振型吸聲覆蓋層，其特征在于：所述左/右弧線的各波谷和波峰到其對應(yīng)的所述連通形多腔的中心軸之間的距離可根據(jù)所述含空氣腔彈性...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳文炯，任春晶，劉書田，
申請(專利權(quán))人：大連理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21