[发明专利]一种基于微型局域共振子阵列的三明治夹层板吸振结构

说明书

本发明公开了一种基于微型局域共振子阵列的三明治夹层板吸振结构，包括三明治夹层板以及设置在所述三明治夹层板内的至少一个共振子阵列,其中每个共振子阵列包括:一对平行设置的安装限位支架以及悬挂安装在一对所述安装限位支架之间的若干振子单元，所述振子单元用于吸收来自外部的低频振动能量。本发明在三明治夹层板内设置共振子阵列，使三明治夹层板在低频下具有良好的隔声性能，尤其是在其本身的低阶固有频率附近，并且具有成本低、控制系统简单和可靠性高等优点。

技术领域

本发明属于低频吸振领域，具体涉及一种基于微型局域共振子阵列的三明治夹层板吸振结构。

背景技术

三明治夹层板因其轻质，高刚度质量比和优秀的隔声性能等优势在交通运输，建筑材料领域有着非常广泛的应用。但是在实际的工程使用过程中发现，夹层板结构在低频下的隔声性能不佳，尤其是在板本身的低阶固有频率附近。对此，一般工程上会使用额外的振动噪声抑制技术对夹层板进行相应的处理，常用的振动噪声控制技术一般可分为被动控制和主动控制两大类。对于主要依赖使用约束阻尼和吸声材料的传统被动振动噪声控制技术而言，除对中低频噪声的控制能力较差之外，还会额外占用系统设计空间和质量，对系统的经济行和安装都具有一定的负面影响。与此同时，传统的固定参数的被动控制措施不能适应实际应用中较为复杂的工况变化，难以满足在较宽的范围内保证结构的振动噪声维持在较低水平的要求。对主动控制而言，其通过施加额外的作用力抑制或者抵消结构的动力学响应，具有良好的适应性、灵活性以及大幅度减振的有效性，是一种应用比较广泛的现代控制方法。然而需要指出的是，主动控制方法需要的控制能量大，控制系统设计较为复杂，针对不同的结构和用途需要优化作动器与能源、控制系统带来的机体附加质量，过程较为繁杂。且在大多数情况下主动控制方法存在时滞效应，导致对结构施加的主动控制力可能会引起结构的不稳定响应。

考虑到振动与噪声在结构中以弹性波的形式传播，因此，声振控制的核心是结构中弹性波传播的调控。近期对于动力吸振器的相关研究证明，可以通过调整微振子分布及质量刚度特性对整个结构的弹性波传播带隙位置(频带范围)进行人工选择，在此带隙范围内的弹性波在通过该材料时会发生非常明显的衰减。根据此原理，可以在目标结构中按照设计频率要求直接附加局域共振子。这种方法尤其适用与目前应用相对广泛的周期性夹层结构，如三明治夹层板，蜂窝状夹层梁等，可以在不改变目前结构构型的情况下最大限度的提升结构本身的吸振隔声能力。

现有技术的缺陷是：该类应用在国内文献以及专利当中较为少见，现有的传统阻尼等被动控制手段在低频效果不明显，主动控制技术虽然主要针对低频，但存在成本高、控制系统复杂、可靠性不高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于微型局域共振子阵列的三明治夹层板吸振结构。

本发明的技术方案是：

一种基于微型局域共振子阵列的三明治夹层板吸振结构，包括三明治夹层板以及设置在所述三明治夹层板内的至少一个共振子阵列,其中每个共振子阵列包括:一对平行设置的安装限位支架以及悬挂安装在所述一对安装限位支架之间的若干振子单元，所述振子单元用于吸收来自外部的低频振动能量。

优选的，所述振子单元包括直线导轨、振动单元、上顶帽和弹簧，所述上顶帽安装在一对所述安装限位支架之间，所述直线导轨的上端与所述上顶帽可拆卸连接，所述振动单元套接在所述直线导轨上并且与所述直线导轨滑动连接,所述振动单元通过所述弹簧与所述上顶帽连接。

优选的，所述安装限位支架的横截面为倒“T”型结构，所述倒“T”型结构的两侧的水平面分别用于振子单元和安装限位支架的安装与拆卸。

优选的，所述振动单元包括直线轴承和附加质量单元，所述直线轴承套接在所述直线导轨上并且与所述直线导轨滑动连接，所述附加质量单元可拆卸套接在所述直线轴承上，一包覆外壳可拆卸包覆在所述附加质量单元上，所述包覆外壳通过所述弹簧与所述上顶帽连接。