[发明专利]一种水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构

说明书

本发明属于水下轻质耐压吸声结构技术领域，尤其涉及一种水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构。包括阵列框架以及吸声单元阵列；阵列框架由表层面板和阵列框架构成；表层面板包括平行正对设置的上面板和下面板以及四周的侧板；阵列框架包括垂直设置的若干栅板；栅板将表层面板内腔分割形成若干安装腔；吸声单元阵列包括依次设置于各安装腔21内的吸声单元；吸声单元包括包覆层、吸声芯层以及设置于吸声芯层内的质量分配结构；本发明结构简单，具有良好的力学性能和声学性能；本申请的栅阵列结构整体厚度小，轻便耐压，应用方便，具有良好的水下承压能力和声隐能力。

技术领域

本发明属于水下轻质耐压吸声结构技术领域，尤其涉及一种水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构。

背景技术

基于纤维增强树脂材料的复合材料及其结构具有比强度高、比刚度大、比吸能强以及可设计性好等优点，在结构工程领域已得到日益广泛的关注，但在部分水下航行设备以及涉水结构的使用需求中，不仅需要设备或结构具有优异的力学承载特性，而且要具有较好的水环境适应性及高吸声低反射等隐身性能。目前基于该功能提需求进行应用的结构主要还是利用吸声芯材的吸声性能来实现，但存在吸收频带单一，吸声性能可控性低，结构整体厚度尺寸较大等不足。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于水下环境下的轻质耐压吸声型格栅阵列结构，在具备高力学承载性能的同时，具有突出的低频带宽吸声性能，同时适应性和灵活性好，在水下隐身设备或隐身壳体结构等场合具有广泛应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构，包括阵列框架以及吸声单元阵列；

阵列框架由表层面板1和阵列框架2构成；

表层面板包括平行正对设置的上面板10和下面板11以及四周的侧板12；阵列框架2包括垂直设置的若干栅板20；栅板20将表层面板内腔分割形成若干安装腔21；

吸声单元阵列包括依次设置于各安装腔21内的吸声单元；

吸声单元包括包覆层、吸声芯层4以及设置于吸声芯层4内的质量分配结构3；

吸声芯层4充满安装腔21，包覆层设置于吸声芯层4与安装腔21内壁之间；吸声芯层4内均匀设置有若干塔型吸声腔；塔型吸声腔由沿竖向同轴设置的三个组合腔构成；组合腔由顶部的柱形空腔40和底部的锥台空腔41构成；

柱形空腔40的直径与锥台空腔41的锥顶直径一致；相邻组合腔利用柱形空腔40相连通；柱形空腔40顶部的包覆层的厚度不小于2mm；组合腔底部的锥台空腔41的锥底从吸声芯层4底部穿出形成透声口41a；

质量分配结构3由内环30、外环31、游离环32构成；

内环30和外环31设置于相邻的两个组合腔之间；内环30的内径与其下侧相邻的柱形空腔40的直径一致且正对设置；内环30的外径小于其上侧相邻的锥台空腔41的锥底直径；外环31的内径与其上侧相邻的锥台空腔41的锥底直径一致且正对设置；游离环32均匀布置在各外环31之间。

对前述水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构的进一步改进或者优选实施方案，栅板20相互垂直并将表层面板内腔分割形成若干尺寸一致的正方体形的安装腔。

对前述水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构的进一步改进或者优选实施方案，栅板20的厚度远大于上面板10和下面板11的厚度；包覆层均匀包覆在吸声芯层4表面，包覆层的厚度远小于吸声芯层4的尺寸。

对前述水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构的进一步改进或者优选实施方案，圆柱形空腔40的厚度H1：锥台空腔41厚度H2：质量分配结构3的厚度H3＝1～1.5：1.5～2：1～1.5。

对前述水下轻质耐压吸声型格栅阵列结构的进一步改进或者优选实施方案，内环30、外环31、游离环32由钢材料制成。