[发明专利]一种带薄膜结构的Helmholtz腔声学超材料

权利要求书

1.一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料，其特征在于：在圆柱型的Helmholtz腔结构的基础上增加一层薄膜，薄膜与空腔结构产生耦合，改变结构的固有频率，从而达到低频噪声控制的效果；所述Helmholtz腔声学超材料的结构单元由开孔圆柱型空腔和弹性圆形薄膜组成；将开孔圆柱型空腔从中间划分成两部分，其顶端表面开孔的上半部分为所述结构单元的第一部分，下半部分为所述结构单元的第三部分；所述单元结构的第二部分为圆形薄膜结构；圆形薄膜结构位于第一部分和第三部分之间。

2.如权利要求1所述的一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料，其特征在于：所述开孔圆柱型空腔结构是由铝材料制成；所述圆形薄膜结构是粘贴在空腔中间，由硅橡胶制成。

3.如权利要求1所述的一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料，其特征在于：所述圆柱型空腔的外半径为15mm，内半径为14mm，总高度为20～40mm，壁厚为1mm，第三部分底板的厚度为2mm，小孔的深度为2～10mm，小孔的半径为0.4～0.8mm；所述圆形薄膜结构的半径为15mm，厚度为0.1～1.2mm。

4.如权利要求3所述的一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料，其特征在于：内半径r＝14mm，总高度H＝30mm，小孔的半径r₀＝0.8mm，小孔的深度l＝2mm，圆形薄膜结构的厚度d＝1mm。

5.如权利要求1所述的一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料，其特征在于：所开孔的开孔方向正对着声学超材料的入射面。

6.如权利要求1所述的一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料的制备方法，其特征在于：将所述声学超材料结构分成四种不同形式的结构部分，分别是圆柱型底板、薄壁型空腔板、薄膜以及开小孔的圆柱型顶板，对不同形式的圆柱铝板结构，采用线切割工艺对其进行加工，并且将这些结构按照开小孔圆柱型顶板、薄壁型空腔板、薄膜、薄壁型空腔板、圆柱型底板的顺序从上至下用长螺丝固定。

7.由如权利要求1一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料的结构单元形成的组合体，其特征在于：结构单元的组合方式为孔中心距为32mm，围绕中心旋转为60°，即共七个结构单元组成。

8.如权利要求1所述的一种带薄膜型结构的Helmholtz腔声学超材料的制备方法，其特征在于：通过改变结构单元的几何参数，得到想要控制的噪声频率范围，所述结构单元的几何参数包括圆柱型空腔的总高度，小孔半径，薄膜厚度，第一部分和第三部分的高度。