CN104464710A

CN104464710A - 声学夹层板

Info

Publication number: CN104464710A
Application number: CN201410671269.2A
Authority: CN
Inventors: 宁少武; 史治宇
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明公开了一种声学夹层板，属于新型材料领域。包括夹层和粘接在夹层两侧的面板层，所述夹层由若干个尺寸相同的六棱锥单元相向对接组成，对接后六棱锥单元之间形成封闭空腔。本发明中利用六棱锥结构具有渐变吸声的特点，通过六棱锥单元相向对接组成六棱锥蜂窝夹层，可以有效地进行隔声吸声；同时，通过六棱锥单元相向对接还可以提升夹层板的强度。通过面板、六棱锥单元材料变换，可大大提升隔声和消声效果。

Description

声学夹层板

技术领域

本发明涉及一种声学夹层板，具体讲是一种隔声吸声性能较好的声学夹层板，属于新型材料领域。

背景技术

声学夹层板结构具有轻质、刚度大、抗冲击等特性，广泛用在汽车、高速列车、舰船潜艇以及航空航天飞行器的外壳结构，噪声通过结构透射进入舱内或传出舱外。为了提高结构的声学夹层板结构具有轻质、刚度大、抗冲击等特性，广泛用在汽车、高速列车、舰船潜艇以及航空航天飞行器的外壳结构，噪声通过结构透射进入舱内或传出舱外。为了提高结构的隔声吸声性能，在结构之间添加隔声吸声材料或使用具有优良隔声性能的结构，然而往往只对特定的频率有效，难以实现全频段的隔声吸声。要实现结构的吸声或隔声，首先要满足声界面相邻介质之间阻抗的匹配或失配，通过特殊结构形式实现，如微穿孔板，但其只对特定频率有效；采用梯度变化的结构实现，实现阻抗的逐渐过渡，然而梯度材料的制备受到工艺和材料本身的限制，其隔声吸声性能无法达到理想的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种隔声吸声性能好的声学夹层板。

为了解决上述技术问题，本发明提供的声学夹层板，包括夹层和粘接在夹层两侧的面板层，所述夹层由若干个尺寸相同的六棱锥单元相向对接组成，对接后六棱锥单元之间形成封闭空腔。

本发明中，所述面板层均为隔声面板，所述六棱锥单元为无孔结构，各六棱锥单元之间的封闭空腔组成隔声层。

本发明中，所述面板层均为吸声面板，所述六棱锥单元为开孔结构，各六棱锥单元与各六棱锥单元之间的封闭空腔组成消声层。

本发明中，所述任意一侧面板层采用隔声面板，另一侧面板层采用吸声面板；所述与隔声面板粘接的六棱锥单元为无孔结构，与吸声面板粘接的六棱锥单元为开孔结构。

本发明的有益效果在于：(1)、本发明中利用六棱锥结构具有渐变吸声的特点，通过六棱锥单元相向对接组成六棱锥蜂窝夹层，可以有效地进行隔声吸声；同时，通过六棱锥单元相向对接还可以提升夹层板的强度；(2)、通过采用隔声面板、无孔结构六棱锥单元，隔声面板可以最大限度地反射噪声并通过六棱锥单元之间封闭空腔形成隔声层的进行有效隔声，可大大提升了夹层板的隔声效果；(3)、通过采用吸声面板、开孔六棱锥单元，吸声面板可以使噪声得以入射进入结构内部，并通过各开孔六棱锥单元与各开孔六棱锥单元之间的封闭空腔形成消声层，对噪声进行减弱，大大提升夹层板的吸声效果；(4)、将声学夹层板一侧设成消声结构、一侧设成吸声结构，同时具备吸声和隔声功能，实现了一板两用，在节约材料的同时降低了夹层板的空间占用；(5)、本发明通过在保持原结构的基础上，可根据不同的工作环境对面板和六棱锥单元进行材料更换，可实现不同频段声音的隔离或吸收，拓展了声学夹层板功能，提高了声学夹层板的应用领域。

附图说明

图1为本发明声学夹层板展开结构示意图；

图2为本发明声学夹层板整体结构示意图；

图3为六棱锥蜂窝夹层的示意图；

图4为六棱锥单元组的示意图；

图5为单一密封腔形成示意图；

图6为封闭空腔形状示意图；

图7为无孔六棱锥单元示意图；

图8为有孔六棱锥单元示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示，本发明声学夹层板结构，包括上面板1、下面板2和六棱锥蜂窝夹层3；其中，上面板1粘贴在六棱锥蜂窝夹层3的上表面，下面板2粘贴在六棱锥蜂窝夹层3的下表面；上面板1、下面板2和六棱锥蜂窝夹层3的材料和结构的选择应根据具体工作环境来确定。

如图3、4所示，本发明六棱锥蜂窝夹层3由若干个外部结构、尺寸相同的六棱锥单元4相向拼合粘接组成，呈蜂窝状；同一方向上的六棱锥单元4的底面位于同一平面，相互粘接的六棱锥单元4之间形成封闭空腔5。

如图5、6所示，封闭空腔5由6个六棱锥单元4包围形成，6个六棱锥单元3对3相向粘接，封闭空腔5的形状如图5。

如图7所示，单个的六棱锥单元4分为尖部和基部两部分，基部为六边形结构，类似于尖劈结构，其具有渐变吸声层的特点，可以大大拓展结构的吸声频段。

如图8所示，六棱锥单元4上开有多个开孔6，形成开孔六棱锥单元。

在使用过程中，如夹层板要达到吸声的目的，上面板1、下面板2均采用吸声结构，如开孔，以便于吸收声音，其材料应选取与声传播介质阻抗相匹配，使噪声得以进入夹层板结构内部；六棱锥蜂窝夹层3中的六棱锥单元4均采用开孔结构，六棱锥单元4上的开孔6与六棱锥蜂窝夹层3中封闭空腔形成消声层；六棱锥单元4选取与声传播介质阻抗相匹配的材料制成。

夹层板要达到隔声的目的，上面板1、下面板2均采用隔声结构，以便于阻止噪声，其材料应选取与声传播介质阻抗相失配，以最大限度地反射噪声；六棱锥蜂窝夹层3中的六棱锥单元4不设开孔，六棱锥蜂窝夹层中封闭空腔形成空气夹层，与最大限度地隔声；同时，六棱锥单元4选取与声传播介质阻抗失配的材料，以进一步提高隔声效果。

夹层板要同时达到一隔声、另一面吸声的目的，则隔声面面板采用隔声结构，以阻止声音；与隔声面面板粘接的六棱锥单元4不设开孔，以最大限度地隔声。同时，隔声面面板和六棱锥单元4均选取与声传播介质阻抗失配的材料，以进一步提高隔声效果。吸声面面板采用吸声结构，使噪声得以顺利进入，与吸声面面板粘接的六棱锥单元4采用开孔结构，六棱锥单元4上的开孔6与六棱锥蜂窝夹层3中封闭空腔形成消声层；吸声面面板和六棱锥单元4选取与声传播介质阻抗相匹配的材料制成。

以飞机机舱结构为例，为了吸收舱内噪声，则机舱内壁面选择微穿孔板结构，以吸收舱内噪声；与内壁面相连的六棱锥单元选择开孔结构，利用消声器原理，进一步吸收透射穿过内壁面的噪声。同时，为了阻止舱外噪声透射进入机舱内部，则选择无孔刚度较大的面板，同时与之相连的六棱锥单元选择无孔结构，进一步阻止噪声的进入舱内。六棱锥单元与面板、六棱锥单元之间都存在空气夹层，可以有效提高结构的隔声效果。

以潜艇为例，一方面要求舱内有很好的舒适性，另一方面要求减少结构向水中辐射噪声，也要降低其对声的反射，降低其被探测的概率，潜艇结构内外两侧均可以选取穿孔的面板，以吸收噪声；两侧面板间的六棱锥单元采用开孔结构。对于舱内，吸声的同时阻止舱内噪声向舱外辐射；对于舱外，吸收声波，减少声的反射，降低被探测的概率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种声学夹层板，包括夹层和粘接在夹层两侧的面板层，其特征在于：所述夹层由若干个尺寸相同的六棱锥单元相向对接组成，对接后六棱锥单元间形成封闭空腔。

2.根据权利要求1所述的声学夹层板，其特征在于：所述面板层均为隔声面板，所述六棱锥单元为无孔结构，各六棱锥单元之间的封闭空腔组成隔声层。

3.根据权利要求1所述的声学夹层板，其特征在于：所述面板层均为吸声面板，所述六棱锥单元为开孔结构，各六棱锥单元与各六棱锥单元之间的封闭空腔组成消声层。

4.根据权利要求1所述的声学夹层板，其特征在于：所述任意一侧面板层采用隔声面板，另一侧面板层采用吸声面板；所述与隔声面板粘接的六棱锥单元为无孔结构，与吸声面板粘接的六棱锥单元为开孔结构。