宽频声学材料制造技术

本发明专利技术提供了一种宽频声学材料，包括支撑部、表面工作部以及电学部，所述表面工作部包括多个工作单元，所述工作单元安装在支撑部上，所述电学部包括阻抗调节电路，所述支撑部包括框架以及板面，多个所述板面安装在框架上，每个所述工作单元包括前表面工作部以及后表面工作部，所述前表面工作部、后表面工作部分别安装在框架的两侧，所述前表面工作部中的第一功能部件、后表面工作部中的第二功能部件分别连接所述电学部，本发明专利技术通过电阻抗设计和机电耦合解决了现有的声学材料功能单一的问题，本发明专利技术结构简单灵活，能够适应多种应用场景的需求，如能量收集、减声降噪、声波调控等，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
宽频声学材料


[0001]本专利技术涉及声学材料领域，具体地，涉及一种宽频声学材料。

技术介绍

[0002]噪声在生产和生活环境中广泛存在，吸声在室内声学和环境噪声消除中非常重要，在过去的一个世纪中，人们对其进行了广泛的研究和实践。其中双层声学超材料凭借与传声介质的声阻抗匹配，可以使声能无反射地进入结构并无透射地将入射声能完全吸收。声学材料按吸声机理分为两种，一是多孔材料，它们靠表面及内部许多细小的敞开孔道使声波衰减，以吸收中高频声波为主。另一类是靠共振作用吸声的材料，如膜状材料，板状材料和穿孔板等。
[0003]在人类的听力20Hz～20kHz的频率范围内，声音能量在介质(空气)中的耗散非常小。尤其是低频的声音，因为其波长特点，很难通过一般的材料和结构将其吸收。声学超材料由于其独特的单元结构，使在小尺寸范围下调节大尺寸(低频)声波成为可能。但对低频段而言，利用简单结构的共振型声学材料实现宽频吸声非常困难。当前，随着声学材料应用场景的复杂程度不断增加，亟需一种结构简单的宽频声学材料。
[0004]专利文献CN210940778U公开了一种用于隔离设备噪声的分层复合轻质声学材料，包括至少一层由周期性橡胶条组合结构构成的隔声骨架层。该隔声骨架层基于等效空气层的概念进行设计，但该设计仍然不能实现声音的全吸收效果。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种宽频声学材料。
[0006]根据本专利技术提供的一种宽频声学材料，包括支撑部、表面工作部以及电学部；
[0007]所述表面工作部包括多个工作单元，所述工作单元安装在所述支撑部上；
[0008]所述电学部连接所述表面工作部；
[0009]所述工作单元包括前表面工作部和/或后表面工作部。
[0010]优选地，所述支撑部包括框架以及板面，多个所述板面安装在框架上。
[0011]优选地，当所述工作单元包括前表面工作部以及后表面工作部时，所述前表面工作部、后表面工作部分别安装在框架的两侧；
[0012]当所述工作单元包括前表面工作部或后表面工作部时，所述框架采用封闭体且所述前表面工作部(21)或后表面工作部(22)安装在框架(11)的侧面。
[0013]优选地，所述前表面工作部包括第一薄片以及第一功能部件，所述第一薄片与板面之间形成第一容纳腔室，所述第一功能部件安装在第一薄片朝向第一容纳腔室的一侧；
[0014]所述后表面工作部包括第二薄片以及第二功能部件，所述第二薄片与板面之间形成第二容纳腔室，所述第二功能部件安装在第二薄片朝向第二容纳腔室的一侧；
[0015]其中，所述第一功能部件、第二功能部件分别连接所述电学部。
[0016]优选地，所述第一容纳腔室和第二容纳腔室内均能够填充气体、液体或固体材料；
[0017]所述气体包括空气，所述固体材料包括吸音棉。
[0018]优选地，所述前表面工作部还包括第一质量块，所述第一质量块安装在第一功能部件朝向板面的一侧；
[0019]所述后表面工作部还包括第二质量块，所述第二质量块安装在第二功能部件朝向板面的一侧。
[0020]优选地，所述第一功能部件、第二功能部件都采用机电换能材料，所述机电换能材料采用压电陶瓷、压电薄膜、电磁感应线圈中的任一种或任多种。
[0021]优选地，所述第一功能部件、第二功能部件分别通过导线或磁吸附电极连接所述电学部。
[0022]优选地，所述电学部包括阻抗调节电路，所述阻抗调节电路分别与所述前表面工作部、后表面工作部连接。
[0023]优选地，所述框架采用柔性材料或硬质材料；
[0024]当框架采用柔性材料时所述框架能够根据实际的应用场景进行弯曲设计；
[0025]当框架采用硬质材料时所述框架能够根据实际的应用场景设计成所需要的形状，包括球体以及长方体。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0027]1、本专利技术通过电阻抗设计和机电耦合实现了宽频的吸声声学材料，解决了现有的声学材料功能单一的问题，且结构简单灵活，工作频带可控，能够适应多种应用场景的需求，实用性强。
[0028]2、本专利技术中的框架既可以采用柔性材料，可弯曲成任意形状，又可以采用硬质材料，当采用硬质材料时可先设计成所需要的形状，以满足实际产品的需求，同时，当框架形成封闭体时，前表面工作部和后表面工作部可保留一个，退化成为单面的简单的宽频吸声体，结构灵活多样，应用范围广泛。
[0029]3、本专利技术中的表面工作部可根据实际的应用场景灵活选择实际的数量、体积和工作单元的数量，以满足实际产品的需求。
附图说明
[0030]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0031]图1为本专利技术的立体结构示意图；
[0032]图2为本专利技术的侧面结构示意图；
[0033]图3为本专利技术的立体结构爆炸示意图；
[0034]图4为工作单元的结构爆炸侧面示意图；
[0035]图5为在一个实施例中框架的几种立体结构示意图；
[0036]图6为多状态可切换声学材料的声阻抗理论模型示意图；
[0037]图7为第一功能部件和/或第二功能部件实施例中的材料坐标体系示意图；
[0038]图8为需要频段实现全吸收需要的电阻抗示意图；
[0039]图9为需要频段实现全吸收时实施例中一个优选的电路设计示意图；
[0040]图10为宽频全吸收的仿真结果示意图。
[0041]图中示出：
[0042]支撑部1
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第一容纳腔室23
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第二容纳腔室24
[0043]表面工作部2
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第一薄片211
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第二薄片221
[0044]电学部3
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第一功能部件212
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第二功能部件222
[0045]框架11
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第一质量块213
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第二质量块223
[0046]板面12
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第一引线214
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第二引线224
[0047]前表面工作部21
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后表面工作部22
具体实施方式
[0048]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0049]本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频声学材料，其特征在于，包括支撑部(1)、表面工作部(2)以及电学部(3)；所述表面工作部(2)包括多个工作单元，所述工作单元安装在所述支撑部(1)上；所述电学部(3)连接所述表面工作部(2)；所述工作单元包括前表面工作部(21)和/或后表面工作部(22)。2.根据权利要求1所述的宽频声学材料，其特征在于，所述支撑部(1)包括框架(11)以及板面(12)，多个所述板面(12)安装在框架(11)上。3.根据权利要求2所述的宽频声学材料，其特征在于，当所述工作单元包括前表面工作部(21)以及后表面工作部(22)时，所述前表面工作部(21)、后表面工作部(22)分别安装在框架(11)的两侧；当所述工作单元包括前表面工作部(21)或后表面工作部(22)时，所述框架(11)采用封闭体且前表面工作部(21)或后表面工作部(22)安装在框架(11)的侧面。4.根据权利要求1所述的宽频声学材料，其特征在于，所述前表面工作部(21)包括第一薄片(211)以及第一功能部件(212)，所述第一薄片(211)与板面(12)之间形成第一容纳腔室(23)，所述第一功能部件(212)安装在第一薄片(211)朝向第一容纳腔室(23)的一侧；所述后表面工作部(22)包括第二薄片(221)以及第二功能部件(222)，所述第二薄片(221)与板面(12)之间形成第二容纳腔室(24)，所述第二功能部件(222)安装在第二薄片(221)朝向第二容纳腔室(24)的一侧；所述第一功能部件(212)、第二功能部件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晶晶，谷立敏，王晓乐，赵春宇，黄震宇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：