一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构，属于降噪结构技术领域，从上到下依次设有穿孔前面板、固定板一、固定板二以及固定板三，所述穿孔前面板的表面开设有穿入孔，所述固定板一和固定板三的表面分别开有与所述穿入孔对应的圆柱型腔体以及共面螺旋腔体，所述穿入孔、圆柱型腔体以及共面螺旋腔体依次连通且呈同轴结构，所述穿入孔与圆柱型腔体之间设有内插颈，三者形成内插颈式Helmholtz共振器。通过共振器与螺旋腔体依次共振，引入两个不同的吸声峰，使吸声系数超过0.5的频率范围变宽，可以方便地构建出宽频带吸声体，相比于单吸声峰结构，宽带吸声能力可以得到显著增强。声能力可以得到显著增强。声能力可以得到显著增强。

【技术实现步骤摘要】
一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构


[0001]本技术属于降噪结构
，具体涉及一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构。

技术介绍

[0002]随着现代科技的迅猛发展，航天器、载人交通工具等的设计开始从实用性向舒适性、轻质和安全性等方面转变，结构轻质化带来的直接影响便是使得舱室内的噪声环境变得更加恶劣，进而成为影响舒适性的主要原因。传统微穿孔板吸声体是一种典型的共振吸声结构，通常是由一块带有微穿孔的薄板和背腔组成。微穿孔板吸声体通常只有一个吸声峰值，且工作频率极大地受到背腔深度的限制，对于控制低频噪声必然要增加背腔深度，从而导致结构体积与工作波长尺寸相当，很难在航天器及运载工具等舱室空间严格受限的环境下进行应用。因此，设计一种吸声能力优异、方便加工的新型宽频降噪吸声结构，在航天器和运载工具舱室内的噪声抑制方面具有实际工程应用价值。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构，以解决传统的Helmholtz共振器由于其共振特性限制，通常只有一个频带狭窄的吸声峰，不能在宽带范围内取得良好的降噪效果的问题。
[0004]一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构，从上到下依次设有穿孔前面板、固定板一、固定板二以及固定板三，所述穿孔前面板的表面开设有穿入孔，所述固定板一和固定板三的表面分别开有与所述穿入孔对应的圆柱型腔体以及共面螺旋腔体，所述穿入孔、圆柱型腔体以及共面螺旋腔体依次连通且呈同轴结构，所述穿入孔与圆柱型腔体之间设有内插颈。
[0005]优选的，所述穿孔前面板的表面开有多个穿入孔且所述穿入孔呈阵列式结构，所述固定板一上也设有多个呈阵列式结构的所述圆柱型腔体，所述圆柱型腔体与所述穿入孔一一对应，每个所述穿入孔的下方连通有呈圆柱状的内插颈，所述内插颈与所述圆柱型腔体呈同轴结构。
[0006]优选的，所述共面螺旋腔体设有共面螺旋板，所述共面螺旋板的中心处与所述圆柱型腔体连通，所述共面螺旋板的端部与所述共面螺旋腔体的腔壁相贴。
[0007]优选的，所述固定板二上开有与所述圆柱型腔体以及共面螺旋腔体连通的连通孔。
[0008]优选的，所述圆柱型腔体以及所述螺旋型腔体的内部均填充有多孔吸声棉，所述穿孔前面板、固定板一、固定板二以及固定板三所用材料为树脂、塑料中的一种。
[0009]本技术采用具有以下优点：
[0010]本技术的穿孔前面板、内插颈和圆柱型腔体构建成内插颈式Helmholtz共振器，声波通过穿孔前面板上的穿入孔进入到圆柱型腔体内，通过圆柱型腔体的声学共振对
部分声能量产生能量聚集作用，从而减少前面板表面反射的噪声能量，圆柱型腔体的末端与共面螺旋腔体级联，通过二者依次共振，引入两个不同的吸声峰，使吸声系数超过0.5的频率范围变宽，可以方便地构建出宽频带吸声体，相比于单吸声峰结构，宽带吸声能力可以得到显著增强。与此同时，本技术结构简单，尺寸方便调节，设计性较高，且整体结构轻薄紧凑，在实际工程应用中具有一定的价值。
附图说明
[0011]图1为本技术三维结构示意图；
[0012]图2为本技术内部三维结构示意图；
[0013]图3为附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构的吸声系数曲线；
[0014]其中：1、穿孔前面板；2、固定板一；3、固定板二；4、固定板三；5、内插颈；6、圆柱型腔体；7、共面螺旋腔体；8、连通孔；9、穿入孔。
具体实施方式
[0015]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本技术的技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0016]如图1
‑
2所示的一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构，从上到下依次设有穿孔前面板1、固定板一2、固定板二3以及固定板三4，所述穿孔前面板1的表面开设有穿入孔9，所述固定板一2和固定板三4的表面分别开有与所述穿入孔9对应的圆柱型腔体6以及共面螺旋腔体7，所述穿入孔9、圆柱型腔体6以及共面螺旋腔体7依次连通且呈同轴结构，所述穿入孔9与圆柱型腔体6之间设有内插颈5。
[0017]所述穿孔前面板1的表面开有多个穿入孔9且所述穿入孔9呈阵列式结构，所述固定板一2上也设有多个呈阵列式结构的所述圆柱型腔体6，所述圆柱型腔体6与所述穿入孔9一一对应，每个所述穿入孔9的下方连通有呈圆柱状的内插颈5，所述内插颈5与所述圆柱型腔体6呈同轴结构，所述共面螺旋腔体7设有共面螺旋板，所述共面螺旋板的中心处与所述圆柱型腔体6连通，所述共面螺旋板的端部与所述共面螺旋腔体7的腔壁相贴，所述固定板二3上开有与所述圆柱型腔体6以及共面螺旋腔体7连通的连通孔8。
[0018]声波通过穿孔前面板1上的穿入孔9进入到圆柱型腔体6内，通过圆柱型腔体6的声学共振对部分声能量产生能量聚集作用，从而减少穿孔前面板1表面反射的噪声能量，圆柱型腔体6的末端与共面螺旋腔体7级联，通过二者依次共振，引入两个不同的吸声峰，使吸声系数超过0.5的频率范围变宽，可以方便地构建出宽频带吸声体，相比于单吸声峰结构，宽带吸声能力可以得到显著增强，并且共面螺旋腔体7的设置，可以使声波沿着共面螺旋腔体7的螺旋方向前进，有效延长了声波的传播路径，因此可以大大提升对低频噪声的降噪能力。
[0019]所述圆柱型腔体6以及所述共面螺旋腔体7的内部均填充有多孔吸声棉，所述穿孔前面板1、固定板一2、固定板二3以及固定板三4所用材料为树脂、塑料中的一种。
[0020]多孔吸声棉利用其内部大量的孔隙增加与声波的接触面积，通过二者之间的摩擦使声能转化为热能达到对声能量的耗散效果，增强吸声能力。
[0021]本装置的附加螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构可以由不同结构尺寸的单元胞组成，所述单元胞的穿孔前面板1尺寸均为42mm
×
42mm矩形，穿孔厚度t1和t2均为2mm，穿入孔9直径分别为d1＝4.5mm，d2＝5mm；内插颈5的内径与对应的穿入孔9直径相同，长度分别为l1＝2mm，l2＝5mm；圆柱型腔体6的内径D1和D2均为40mm，深度分别为H1＝15.5mm，H2＝17mm；两种单元胞的共面螺旋腔体端面均为等截面矩形，且截面尺寸相同，长和宽分别为w1＝w2＝3mm，h1＝h2＝4mm，共面螺旋腔体7的有效长度分别为L1＝160mm，L2＝180mm；所述螺旋腔体结构中共面螺旋板的厚度均为1mm，开孔形状和尺寸与共面螺旋腔体7截面相同。整个装置采用的材料可以采用3D打印常用的树脂材料，弹性模量为2.5*109Pa，密度为1160kg/m3，泊松比为0.41。
[0022]本装置在使用时，使用效果如图3所示，在入射声波频率为415Hz时吸声系数为0.7，在入射声波频率为470Hz时吸声系数为0.78，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构，其特征在于：从上到下依次设有穿孔前面板(1)、固定板一(2)、固定板二(3)以及固定板三(4)，所述穿孔前面板(1)的表面开设有穿入孔(9)，所述固定板一(2)和固定板三(4)的表面分别开有与所述穿入孔(9)对应的圆柱型腔体(6)以及共面螺旋腔体(7)，所述穿入孔(9)、圆柱型腔体(6)以及共面螺旋腔体(7)依次连通且呈同轴结构，所述穿入孔(9)与圆柱型腔体(6)之间设有内插颈(5)。2.根据权利要求1所述的一种附加共面螺旋腔体的内插颈式Helmholtz吸声结构，其特征在于：所述穿孔前面板(1)的表面开有多个穿入孔(9)且所述穿入孔(9)呈阵列式结构，所述固定板一(2)上也设有多个呈阵列式结构的所述圆柱型腔体(6)，所述圆柱型腔体(6)与所述穿入孔(9)一一对应，每个所述穿入孔(9)的下方连通有呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博渊，韩雷，崔志浩，陈晓蔚，江奕，
申请(专利权)人：南京工业职业技术大学，
类型：新型
国别省市：