一种组合频带式吸声复合结构制造技术

本发明专利技术公开了一种组合频带式吸声复合结构，由左侧板、右侧板、中立板、第一蜗壳板、第二蜗壳板、底板、第一低频吸声材料块、第二低频吸声材料块、中高频吸声板、第一封板、第二封板、第一低频声衍射陷阱、第二低频声衍射陷阱组成。所述结构拥有两个吸声优势频带不同的吸声面，分别用于吸收低频声波和中高频声波，组合后获得全频带吸声效果。该吸声复合结构相对于传统的空间吸声体具有更低的吸声频率下限、更薄的整体尺寸，节省安装空间。

【技术实现步骤摘要】
一种组合频带式吸声复合结构
本专利技术涉及吸声结构，尤其涉及一种组合频带式吸声复合结构。
技术介绍
吸声材料或吸声结构通常指平均吸声系数超过0.2的材料或结构，按其吸声机理可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。多孔性吸声材料内部有大量微小的连通的孔隙，声波沿着这些孔隙深入材料内部，与材料发生摩擦作用，将声能转化为热能，该机理决定了低频(长波)声波较难与孔隙发生作用，因而低频吸声系数差，通常要在多孔性吸声材料后部保留一定深度的空腔，提高低频吸声系数。共振吸声结构原理是将材料按一定的声学要求进行设计安装，使其形成具有“暖水瓶”式的小口大肚结构，材料外部空间与内部腔体通过窄的瓶颈连接，颈部空气形成声质量M、腔内空气形成声容C，二者存在声共振(也称共鸣)频率，声波入射时，颈部的空气与内部空间之间产生剧烈的共振作用损耗了声能，颈口越细越长、腔体越大越深则共振频率越低，典型的共振吸声结构有穿孔板或微穿孔板，其变体形式包括薄膜共振吸声结构、薄板共振吸声结构等。多孔性材料或共振吸声结构，均存在技术及应用局限性。一方面，多孔性材料一般只适用于中高频吸声、共振吸声结构只适用于中低频吸声，因此很难使用单一吸声材料或结构，实现全频带吸声降噪效果。另一方面，传统吸声材料或结构的尺寸决定了可吸收声波的频率下限，期望的低频吸声系数越大，吸声材料或装置所需的厚度越大，最终导致吸声装置体积庞大，工程应用中易受空间容量限制、技术经济代价高，特别是对于50～250Hz低频噪声，鲜有可工程化的专用高性能吸声装置。
技术实现思路
r>为了克服现有技术中的缺点，本专利技术提供一种整体厚度小、有效频带较宽的组合频带式吸声复合结构，用于吸收宽频范围内的噪声。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种组合频带式吸声复合结构，包括框架、第一封板、第二封板、第一低频吸声材料块和第二低频吸声材料块，所述框架外形轮廓呈扁平状长方体形，包括长度相同的U形板、中立板、第一蜗壳板和第二蜗壳板，其中：所述U形板由左侧板、底板和右侧板依次连接而成，左、右侧板平行且与底板垂直；所述中立板安装在所述底板中部且与两个侧板平行；所述第一蜗壳板和第二蜗壳板分别安装在中立板两侧；所述第一蜗壳板和第二蜗壳板均具有U形截面，第一蜗壳板由第一面板、第一导声板和第一延伸板依次垂直连接而成，第二蜗壳板由第二面板、第二导声板和第二延伸板依次垂直连接而成；每一蜗壳板的面板、延伸板均与所述底板平行，面板宽度大于延伸板且远离底板；所述第二蜗壳板的U形开口朝向中立板，第二面板远离第二导声板一侧与中立板连接；第一蜗壳板与第二蜗壳板的U形开口方向一致，第一面板远离第一导声板一侧与右侧板连接；所述第一封板、第二封板分别封住所述U形板的相对的两个开口处，分别与第一蜗壳板和右侧板以及第二蜗壳板和中立板围成第一吸声腔和第二吸声腔；所述第一低频吸声材料块和第二低频吸声材料块，分别填充在第一吸声腔和第二吸声腔内；所述第一蜗壳板与所述中立板和底板之间的间隙构成第一低频声衍射陷阱；所述第二蜗壳板与所述左侧板和底板之间的间隙构成第二低频声衍射陷阱。优选的是，所述左、右侧板分别向所述底板背面方向延伸，然后向两侧板的相对方向延伸，形成左角板和右角板，左角板、右角板与所述底板围成第三吸声腔，在第三吸声腔内安装有中高频吸声板；所述第一封板、第二封板分别封住所述第三吸声腔的相对的两个开口。优选的是，第一蜗壳板的总宽度为第二蜗壳板总宽度的1.3-3倍，第一低频声衍射陷阱的截面面积为第二低频声衍射陷阱截面面积的50％至80％。所述第一导声板与中立板的间距W13a为15mm～60mm，第一延伸板与底板的间距H13b为15mm～60mm，第一延伸板的右边缘与右侧板的距离W13c为15mm～80mm，从而保证第一低频声衍射陷阱有足够宽阔的截面容许低频声波能量流向第一蜗壳板内。所述第二导声板与左侧板的间距W14a为25mm～80mm，第二延伸板与底板的间距H14b为25mm～80mm，第二延伸板的右边缘与中立板的距离W14c为25mm～100mm，从而保证第二低频声衍射陷阱有足够宽阔的截面容许低频声波能量流向第二蜗壳板内。设所述左侧板、右侧板、中立板、第一蜗壳板、第二蜗壳板、底板、第一封板、第二封板的厚度依次为t1,t2,t3,t4,t5,t6,t10,t11(单位：m)，材料密度依次为ρ1,ρ2,ρ3,ρ4,ρ5,ρ6,ρ10,ρ11(单位：kg/m3)，为保持结构的坚固性和不因自身重力作用变形，则：t6ρ6≥ρ1t1＝ρ2t2＝ρ10t10＝ρ11t11≥ρ3t3≥ρ4t4＝ρ5t5；设所述吸声复合结构的预期吸声系数能够达到0.4的频率下限为f，为了避免低频声波直接穿透框架，所选取的材料具有较大的面密度，则：系ρi·ti·f>200(i＝1，2，3，4，5，6，10，11)。所述第一低频吸声材料块由多孔性吸声材料制成，其流阻率R7和厚度H7满足以下公式：100≤R7·H7≤500其中：R7：单位为Pa·s/m2；H7：单位为m，H7为第一导声板的高度H4b的10％～100％；所述第二低频吸声材料块由多孔性吸声材料制成，流阻率为R8、厚度H8满足以下公式：200≤R8·H8≤600；其中：R8：单位为Pa·s/m2，H8：单位为m，H8为第二导声板的高度H5b的10％～100％。优选的是，所述左角板的底边宽度W1和右角板的底边宽度W2均为10mm～30mm；所述中高频吸声板紧贴底板或与其保持一定间距；中高频吸声板由多孔性吸声材料制成，或采用共振吸声结构、超结构，且满足500Hz以上吸声系数不低于0.4、1000Hz以上吸声系数不低于0.7；当中高频吸声板由多孔性吸声材料制成时，设其流阻率为R9，单位：Pa·s/m2，厚度为H9(单位：m)，则：1000≤R9·H9≤6000。优选的是，所述框架的整体长度L为400～8000mm，宽度W为400～1200mm，厚度H为50mm～150mm。本专利技术的吸声复合结构在低频区是一种典型的深度亚波长超结构，其厚度H为实际可吸收低频声波最大波长的1/60至1/25。优选的是，所述框架、第一封板、第二封板的材质为硬质金属或非金属；优选的是，所述第一低频吸声材料块的吸声峰值频率与第二低频吸声材料块的峰值频率相差至少一个1/3倍频带。本专利技术还提供一种组合频带式吸声复合结构，其外形轮廓呈扁平状长方体形，包括第一封板、第二封板以及长度相同的框架、多个蜗壳单元、低频吸声材料块和中高频吸声板，每个蜗壳单元由一立板和一蜗壳板组成，所述框架由左侧L型板、右侧L型板和底板组成，所述左侧L型板和右侧L型板相对设置，所述底板垂直安装在左侧L型板和右侧L型板之间；所述多个蜗壳单元间隔安装在左侧L型板和右侧L型板之间的底板前表面上；左侧L型板、底板背面和右侧L型板围成的空间构成中频吸声腔；所述中高频吸声板安装在所述中频吸声腔内；每个蜗壳板均具有U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合频带式吸声复合结构，其特征在于：包括框架(12)、第一封板(10)、第二封板(11)、第一低频吸声材料块(7)和第二低频吸声材料块(8)，/n所述框架外形轮廓呈扁平状长方体形，包括长度相同的U形板、中立板(3)、第一蜗壳板(4)和第二蜗壳板(5)，其中：/n所述U形板由左侧板(1)、底板(6)和右侧板(2)依次连接而成，左、右侧板(1、2)平行且与底板(6)垂直；所述中立板(3)安装在所述底板(6)中部且与两个侧板(1、2)平行；所述第一蜗壳板(4)和第二蜗壳板(5)分别安装在中立板(3)两侧；/n所述第一蜗壳板(4)和第二蜗壳板(5)均具有U形截面，第一蜗壳板(4)由第一面板(4a)、第一导声板(4b)和第一延伸板(4c)依次垂直连接而成，第二蜗壳板(5)由第二面板(5a)、第二导声板(5b)和第二延伸板(5c)依次垂直连接而成；每一蜗壳板的面板、延伸板均与所述底板(6)平行，面板宽度大于延伸板且远离底板；所述第二蜗壳板(5)的U形开口朝向中立板(3)，第二面板(5a)远离第二导声板(5b)一侧与中立板(3)连接；第一蜗壳板(4)与第二蜗壳板(5)的U形开口方向一致，第一面板(4a)远离第一导声板(4b)一侧与右侧板(2)连接；/n所述第一封板(10)、第二封板(11)分别封住所述U形板的相对的两个开口处，分别与第一蜗壳板(4)和右侧板以及第二蜗壳板(5)和中立板(3)围成第一吸声腔和第二吸声腔；/n所述第一低频吸声材料块(7)和第二低频吸声材料块(8)，分别填充在第一吸声腔和第二吸声腔内；/n所述第一蜗壳板(4)与所述中立板(3)和底板(6)之间的间隙构成第一低频声衍射陷阱(13)；/n所述第二蜗壳板(5)与所述左侧板(1)和底板(6)之间的间隙构成第二低频声衍射陷阱(14)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种组合频带式吸声复合结构，其特征在于：包括框架(12)、第一封板(10)、第二封板(11)、第一低频吸声材料块(7)和第二低频吸声材料块(8)，
所述框架外形轮廓呈扁平状长方体形，包括长度相同的U形板、中立板(3)、第一蜗壳板(4)和第二蜗壳板(5)，其中：
所述U形板由左侧板(1)、底板(6)和右侧板(2)依次连接而成，左、右侧板(1、2)平行且与底板(6)垂直；所述中立板(3)安装在所述底板(6)中部且与两个侧板(1、2)平行；所述第一蜗壳板(4)和第二蜗壳板(5)分别安装在中立板(3)两侧；
所述第一蜗壳板(4)和第二蜗壳板(5)均具有U形截面，第一蜗壳板(4)由第一面板(4a)、第一导声板(4b)和第一延伸板(4c)依次垂直连接而成，第二蜗壳板(5)由第二面板(5a)、第二导声板(5b)和第二延伸板(5c)依次垂直连接而成；每一蜗壳板的面板、延伸板均与所述底板(6)平行，面板宽度大于延伸板且远离底板；所述第二蜗壳板(5)的U形开口朝向中立板(3)，第二面板(5a)远离第二导声板(5b)一侧与中立板(3)连接；第一蜗壳板(4)与第二蜗壳板(5)的U形开口方向一致，第一面板(4a)远离第一导声板(4b)一侧与右侧板(2)连接；
所述第一封板(10)、第二封板(11)分别封住所述U形板的相对的两个开口处，分别与第一蜗壳板(4)和右侧板以及第二蜗壳板(5)和中立板(3)围成第一吸声腔和第二吸声腔；
所述第一低频吸声材料块(7)和第二低频吸声材料块(8)，分别填充在第一吸声腔和第二吸声腔内；
所述第一蜗壳板(4)与所述中立板(3)和底板(6)之间的间隙构成第一低频声衍射陷阱(13)；
所述第二蜗壳板(5)与所述左侧板(1)和底板(6)之间的间隙构成第二低频声衍射陷阱(14)。


2.根据权利要求1所述的组合频带式吸声复合结构，其特征在于：所述左、右侧板(1、2)分别向所述底板(6)背面方向延伸，然后向两侧板的相对方向延伸，形成左角板(1a)和右角板(2a)，左角板、右角板与所述底板(6)围成第三吸声腔，在第三吸声腔内安装有中高频吸声板(9)；所述第一封板(10)、第二封板(11)分别封住所述第三吸声腔的相对的两个开口。


3.根据权利要求1或2所述的组合频带式吸声复合结构，其特征在于：第一蜗壳板(4)的总宽度为第二蜗壳板(5)总宽度的1.3-3倍，第一低频声衍射陷阱(13)的截面面积为第二低频声衍射陷阱(14)截面面积的50％至80％。


4.根据权利要求3所述的组合频带式吸声复合结构，其特征在于：所述第一导声板(4b)与中立板(3)的间距(W13a)为15mm～60mm，第一延伸板(4c)与底板(6)的间距(H13b)为15mm～60mm，第一延伸板(4c)的右边缘与右侧板(2)的距离(W13c)为15mm～80mm。


5.根据权利要求4所述的组合频带式吸声复合结构，其特征在于：所述第二导声板(5b)与左侧板(1)的间距(W14a)为25mm～80mm，第二延伸板(5c)与底板(6)的间距(H14b)为25mm～80mm，第二延伸板(5c)的右边缘与中立板(6)的距离(W14c)为25mm～100mm。


6.根据权利要求5所述的组合频带式吸声复合结构，其特征在于：所述左侧板(1)、右侧板(2)、中立板(3)、第一蜗壳板(4)、第二蜗壳板(5)、底板(6)、第一封板(10)、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文林，刘冀钊，周铁征，谷邛英，赵世磊，姜博龙，齐春雨，何宾，陶然，王少林，周继超，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12