【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及減振降噪的，具體而言，尤其涉及一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、局域共振型聲學(xué)超材料，通過其內(nèi)部的共振單元，能夠有效抑制低頻彈性波的傳播。這種超材料通常通過在彈性基體中周期性地嵌入具有諧振特性的功能微結(jié)構(gòu)單元來構(gòu)建。當(dāng)彈性波入射并其頻率接近諧振單元的共振頻率時(shí)，波的能量會(huì)被這些單元消耗，從而抑制該頻率附近的彈性波傳播。由于諧振單元的周期性排列，導(dǎo)致了彈性波衰減的帶隙特性。局域共振型聲學(xué)超材料的設(shè)計(jì)理念為工程結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制提供了新的途徑。但目前很少有研究涉及將局域共振超材料應(yīng)用于圓柱殼結(jié)構(gòu)中。
2、現(xiàn)有的夾芯殼體結(jié)構(gòu)在輕量化、強(qiáng)度和隔音等方面已取得一定成果，但與梁和板結(jié)構(gòu)相比較，圓柱殼在工程實(shí)踐中展現(xiàn)出獨(dú)特的特性，并擁有更廣泛的應(yīng)用范圍。在某些特定應(yīng)用場合，如水下航行器、航空航天、高速列車等，對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲控制提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的夾芯結(jié)構(gòu)在抑制共振和降低噪聲方面存在局限性，容易引發(fā)共振，為了提高減振效果，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法大多數(shù)是附加彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。然而，這些方法存在一些缺陷，如需要附加兩種及以上的結(jié)構(gòu)/材料，減弱了夾芯板原本的輕質(zhì)特性，增加了制作的復(fù)雜性，并且，改變了原有的幾何形狀，減小的內(nèi)部的空間。因此，解決圓柱殼的減振特性具有極其重要的意義，并且其應(yīng)用潛力巨大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、根據(jù)上述
技術(shù)介紹
中提到的技術(shù)問題，而提供一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)通過引入設(shè)置在圓柱殼體內(nèi)表面的阿基米德局域共振單元，有效抑
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)手段如下：
3、一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，包括：由胞元圓周陣列和線性陣列得到圓柱殼體；
4、所述胞元包括：用于形成圓柱殼體的外表面的外面板、內(nèi)面板以及柵格夾芯；
5、所述內(nèi)面板用于形成圓柱殼體的內(nèi)表面；所述內(nèi)面板上開設(shè)有用于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的減振性能的阿基米德螺旋鏤空槽；所述柵格夾芯設(shè)置在所述外面板和所述內(nèi)面板之間，所述柵格夾芯用于連接內(nèi)外面板；
6、所述阿基米德螺旋鏤空槽的內(nèi)側(cè)包圍有圓盤；除所述阿基米德螺旋鏤空槽外的剩余內(nèi)面板部分和螺旋臂部分構(gòu)成局域共振單元。
7、進(jìn)一步地，所述外面板為薄壁的圓柱殼體；所述外面板實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)的外支撐與密封。
8、進(jìn)一步地，所述柵格夾芯為點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)或蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)。
9、進(jìn)一步地，所述內(nèi)面板上的阿基米德螺旋槽的數(shù)量為多個(gè)，通過一個(gè)阿基米德螺旋槽繞垂直于面板中心點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)陣列得到。
10、進(jìn)一步地，所述圓盤等效為質(zhì)量塊m，所述螺旋臂部分近似等效為彈簧k，所述圓盤與所述螺旋臂部分形成彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。
11、進(jìn)一步地，通過改變螺旋線的幾何構(gòu)型調(diào)整質(zhì)量塊m，整體質(zhì)量m以及彈簧k，改變彈簧質(zhì)量系統(tǒng)固有頻率以及質(zhì)量比m/m，從而改變減振的頻率位置以及帶寬。
12、進(jìn)一步地，所述內(nèi)面板上阿基米德螺旋槽與夾芯層形成微縫吸聲結(jié)構(gòu)。
13、進(jìn)一步地，柵格夾芯與內(nèi)外面板通過固定連接。
14、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
15、(1)輕質(zhì)減振功能一體化：本專利技術(shù)采用鋁合金材料制作內(nèi)外面板及柵格夾芯，不僅保證了結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)性，而且將減振功能與結(jié)構(gòu)本身融為一體，提高了結(jié)構(gòu)的功能性和效率；
16、(2)減振頻率范圍寬：阿基米德螺旋槽共振單元的設(shè)計(jì)，使得結(jié)構(gòu)在特定的頻率范圍內(nèi)形成了低頻，有效抑制了波傳播，從而拓寬了減振頻率范圍；
17、(3)制造簡便性：該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡單，易于通過現(xiàn)有的加工技術(shù)進(jìn)行制造，僅用一種材料，降低了生產(chǎn)成本；
18、(4)良好的靜水壓力承載能力：盡管內(nèi)面板上鏤空了共振單元，但整體結(jié)構(gòu)仍然保持了良好的承載能力，確保了結(jié)構(gòu)在減振的同時(shí)，仍能有良好的其力學(xué)性能；
19、(5)保持外部幾何特性：結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)確保了其外部幾何特性不受影響，使得該圓柱殼體結(jié)構(gòu)能夠適用于現(xiàn)有的工程應(yīng)用環(huán)境，無需對(duì)其他結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)；
20、(6)實(shí)現(xiàn)一定的吸聲性能：通過引入阿基米德螺旋的微縫以有規(guī)律的微縫做基礎(chǔ)，構(gòu)成有嚴(yán)格規(guī)律的吸聲體，從而不需要多孔性和纖維性的吸聲材料。
21、綜上所述，本專利技術(shù)提供了一種高效、實(shí)用的輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其在減振
具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場前景。
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：由胞元(1)圓周陣列和線性陣列得到圓柱殼體；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外面板(2)為薄壁的圓柱殼體；所述外面板(2)實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)的外支撐與密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵格夾芯(4)為點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)或蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)面板(3)上的阿基米德螺旋槽的數(shù)量為多個(gè)，通過一個(gè)阿基米德螺旋槽繞垂直于面板中心點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)陣列得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓盤(22)等效為質(zhì)量塊m，所述螺旋臂部分(24)近似等效為彈簧k，所述圓盤(22)與所述螺旋臂部分(24)形成彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過改變螺旋線的幾何構(gòu)型調(diào)整質(zhì)量塊m，整體質(zhì)量M以及彈簧k，改變彈簧質(zhì)量系統(tǒng)
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)面板上阿基米德螺旋槽與夾芯層形成微縫吸聲結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，柵格夾芯與內(nèi)外面板通過固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)面板(3)上阿基米德螺旋線參數(shù)方程為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：由胞元(1)圓周陣列和線性陣列得到圓柱殼體；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外面板(2)為薄壁的圓柱殼體；所述外面板(2)實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)的外支撐與密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵格夾芯(4)為點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)或蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)面板(3)上的阿基米德螺旋槽的數(shù)量為多個(gè)，通過一個(gè)阿基米德螺旋槽繞垂直于面板中心點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)陣列得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐壓和低頻減振輕質(zhì)夾芯圓柱殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓盤(22)等效為質(zhì)量塊...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉杰，李榮榮，翦林杰，何俊峰，文桂林，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：燕山大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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