[发明专利]一种粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构

说明书

本发明公开了一种粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构，腔体的一端中心开有孔，孔内设置有粗糙内插管，粗糙内插管和腔体焊接或胶接方式连接构成粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构。本发明具有优异的低频吸声性能以及良好的承载性能和轻量化性能。在设计方面具有更多的可调结构参数，可根据实际工况需求进行相应调节，结构简单，易于制造。

技术领域

本发明属于空气吸声技术领域，具体涉及一种粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构。

背景技术

亥姆霍兹共鸣腔是一种典型的共振吸声结构，在实际应用当中，通常利用微穿孔板和背腔构造亥姆霍兹共振结构，通过亥姆霍兹共振对空气中的声波进行吸收，从而实现影剧院、会议室、车舱内的减振降噪设计。

然而对于微穿孔板结构来说，若要实现对更低频段声波的高效吸收，需要增加微穿孔板厚度并减小微穿孔的孔径，这会造成结构的质量和体积的增大，是不利于轻量化设计和加工制造的。此外微穿孔的孔型一般为规则的圆柱形孔，其内部的阻尼较小，不利于增加吸声带宽和提升低频吸声性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构，解决传统空气吸声结构在普遍存在的带宽较窄、低频吸声性能不佳、加工制造困难、尺寸较大、轻量化性能不佳的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构，包括腔体，腔体的一端中心开有孔，孔内设置有粗糙内插管，粗糙内插管和腔体焊接或胶接方式连接构成粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构。

具体的，腔体的形状为圆柱型、长方体型、六棱柱型或不规则形。

进一步的，腔体的直径为20～30mm。

进一步的，腔体的高度为30～50mm。

具体的，粗糙内插管内壁的轴向粗糙度满足函数Г关系如下：

Г＝d×[0.5-δcos(βx)]

其中，d为粗糙内插管的平均直径，δ为粗糙内插管的相对粗糙度，β为粗糙内插管的空间波数，x为沿粗糙内插管长度方向的坐标。

具体的，粗糙内插管的长度为25～40mm。

具体的，粗糙内插管的平均直径为3～5mm。

具体的，粗糙内插管的相对粗糙度为0.15～0.25。

具体的，粗糙内插管的空间波数为0.96π～2π。

具体的，腔体和粗糙内插管均采用结构钢、树脂、木材或复合材料制备而成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种粗糙内插管式亥姆霍兹共振吸声结构，通过焊接或胶接将粗糙内插管与腔体上的开孔相连，粗糙内插管的设置将使腔体内部与外部连通，空气通过粗糙内插管流入腔体内部，形成亥姆霍兹共振腔，并在内插管内壁上引入轴向粗糙度，改善了结构的声阻抗特性，提高了结构的低频吸声性能，拓宽了结构的吸声带宽；腔体结构在实现良好的低频吸声性能的前提下，减轻了结构重量，保证了结构承载性能，解决了传统微穿孔板吸声结构在普遍存在的带宽较窄、低频吸声性能不佳、加工制造困难、尺寸较大、轻量化性能不佳的问题。

进一步的，腔体的直径为20～30mm，腔体作为亥姆霍兹共振腔，起到了声容的作用，通过调整腔体的直径，可以控制结构的峰值吸声频率。

进一步的，腔体的高度为30～50mm，腔体的高度决定了共振腔体的尺寸，改变腔体高度可以调整结构的吸声频带。