[发明专利]一种基于形状记忆负泊松比材料的可控吸声结构及其应用

说明书

本发明涉及吸声结构技术领域，特别涉及一种基于形状记忆负泊松比材料的可控吸声结构及其应用。该吸声结构由多个吸声单元形成，形状记忆负泊松比材料制成的吸声单元为棱柱结构，每两个相邻吸声单元之间有且仅有一条棱互相转动连接，吸声单元设置有消音结构；吸声结构呈吸声状态时，相邻的吸声单元的侧壁互相贴合，吸声结构受外界刺激时，拉伸吸声结构使吸声单元相互转动，吸声单元之间形成空隙，吸声结构呈过声状态，再次外界刺激吸声结构可恢复成吸声状态以实现变形可控，通过控制空隙的开闭以控制吸声结构过声或吸声，通过控制空隙的大小以控制吸声结构的吸声效果和带宽。

技术领域

本发明涉及吸声结构技术领域，特别涉及一种基于形状记忆负泊松比材料的可控吸声结构及其应用。

背景技术

随着现代社会的工业化进程不断加快，来自车辆、工厂、施工以及各种娱乐设施带来的噪声越来越影响人们的正常生活。噪声范围的不断加大以及持续时间的不断延长给人们造成了持续精神亢奋、听力下降以及睡眠不足等问题，甚至诱发了神经衰弱、疲劳、高血压以及心血管病等一系列疾病。因此，消音降噪成为近半个世纪以来科研工作者们的研究热点。

目前，针对噪声来源设置消音器与吸声结构的方式成为人们针对隔绝噪声研究的一个主要方向。但这种方式仍存在着一些缺陷，主要包括：1)针对不同程度噪声的隔绝无法做到针对且有效控制，往往是根据经验或取平均噪声来设置隔离措施，从而造成了隔声的不完全或者材料的浪费；2)同种隔音材料或结构对于不同频率的噪声隔绝效果不同，因此会存在隔音效果不稳定或需设置多种隔音设备。

因此，急需一种可以调控隔音效果及吸声范围的可控吸声结构及其应用方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于形状记忆负泊松比材料的可控吸声结构及其应用，能够提供一种可以调控隔音效果及吸声范围的可控吸声结构及其应用方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于形状记忆负泊松比材料的可控吸声结构，包括由多个吸声单元形成的层状结构，所述吸声单元的制备材料包括形状记忆负泊松比材料，所述吸声单元为棱柱结构，每两个相邻所述吸声单元之间有且仅有一条棱互相转动连接，所述棱柱结构包括两个柱面和多个侧壁，所述棱柱结构内部形成空腔，所述吸声单元的两个所述柱面形成所述层状结构的层面，所述吸声单元的朝向同一个方向的所述柱面设置有消音结构；

所述吸声结构呈吸声状态时，相邻的所述吸声单元的所述侧壁互相贴5合，所述吸声结构受外界刺激时，拉伸所述吸声结构使所述吸声单元互相转动，所述吸声单元之间形成空隙，所述吸声结构呈过声状态，再次外界刺激所述吸声结构可恢复成吸声状态以实现变形可控，通过控制所述空隙的开闭以控制所述吸声结构过声或吸声，通过控制所述空隙的大小以控制所述吸声结构的吸声效果和带宽。

0在一种可能的设计中，所述吸声单元的制备材料包括形状记忆合金和形

状记忆聚合物。

在一种可能的设计中，所述形状记忆材料通过4D打印技术制备。

在一种可能的设计中，所述消音结构包括贯穿所述柱面的吸声孔。

在一种可能的设计中，所述消音结构包括设置在柱面上的消音膜，所述5消音膜柔软且表面凹凸不平。

在一种可能的设计中，所述吸声单元包括四棱柱结构。

在一种可能的设计中，所述吸声单元的所述空腔设置有隔板，所述隔板将所述空腔分割为两部分，所述隔板设置有所述消音结构。

在一种可能的设计中，所述吸声孔的直径为0.25～0.35mm；0所述吸声单元的所述空腔设置有隔板，所述隔板将所述空腔分割为两部分，所述隔板设置有所述消音结构，设置所述消音结构的所述柱面和所述隔板之间的距离为25～35mm，所述隔板和未设置所述消音结构的所述柱面之间的距离为15～25mm。