本發(fā)明涉及一種聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，屬于吸聲結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、聲屏障安裝在高鐵、城市軌道交通、公路、高架橋梁等交通運(yùn)輸?shù)木€路上一側(cè)或兩側(cè)，一方面，通過(guò)吸收部分交通運(yùn)輸工具帶來(lái)的噪聲，可降低交通運(yùn)輸工具一側(cè)的噪聲，另一方面，通過(guò)阻隔噪聲作用，可降低聲屏障外線路沿線的居民、建筑等環(huán)境噪聲，應(yīng)用十分廣泛和成熟?，F(xiàn)有聲屏障根據(jù)其內(nèi)部吸聲材料不同主要分為棉和泡沫鋁兩種形式。棉形式的聲屏障又細(xì)分為巖棉、玻璃棉等多孔纖維類吸聲材料。由于車輛高速通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，多孔纖維材料的短纖維會(huì)隨著負(fù)壓從聲屏障內(nèi)溢出，為防止此類現(xiàn)象發(fā)生，一般會(huì)采用玻纖布或其他材料將巖棉、玻璃棉等多孔纖維類吸聲材料進(jìn)行包裹后使用。但現(xiàn)有棉形式的聲屏障仍存在因棉塌陷而導(dǎo)致聲屏障整體吸聲性能下降和500hz以下的低頻段吸聲性能較差無(wú)法能滿足輪軌噪聲等低頻降噪需求的缺陷。而泡沫鋁形式的聲屏障，其結(jié)構(gòu)一般是內(nèi)部采用一塊泡沫鋁板配合一定深度的背腔。泡沫鋁本身具備良好的強(qiáng)度，不會(huì)出現(xiàn)塌陷的問(wèn)題，但現(xiàn)有的泡沫鋁形式的聲屏障存在以下問(wèn)題：

2、1.現(xiàn)有泡沫鋁聲屏障的聲學(xué)性能主要取決泡沫鋁板及其背后一定深度的背腔，泡沫鋁板由于其厚度很薄，其本身的吸聲性能十分有限，必須配合其背后的一定深度的背腔才能提高吸聲性能?，F(xiàn)有泡沫鋁形式的聲屏障的吸聲性能頻帶一般較窄，在200hz~1400hz具備較好吸聲，上述頻率之外，吸聲性能顯著下降，因此其整體吸聲性能較差；通過(guò)加厚泡沫鋁的方式可以提高吸性能性，如采用約120mm厚的泡沫鋁，能獲得較好的吸聲性能，但由于泡沫鋁的密度較高，約900~1100kg/m3，導(dǎo)致重量和成本顯著增加。

3、2.現(xiàn)有泡沫鋁聲屏障，泡沫鋁板的后背為空腔，在高風(fēng)壓條件下，容易產(chǎn)生變形，強(qiáng)度低，環(huán)境適應(yīng)能力差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，形成聲學(xué)超構(gòu)設(shè)計(jì)，增加低頻能量耗散、形成聲波無(wú)法傳播的帶隙，提高低頻段聲學(xué)性能，有效拓寬吸聲/隔聲頻帶，提升整體的隔聲性能，提高結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度，從而提高抗風(fēng)壓能力，提升環(huán)境適應(yīng)性。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，包括泡沫鋁材質(zhì)的泡沫鋁吸聲蓋板和密封配合設(shè)置在泡沫鋁吸聲蓋板背面的吸聲背腔，其特征在于：所述的吸聲背腔包括多個(gè)吸聲單元，每個(gè)吸聲單元至少包括一個(gè)共振吸聲腔，泡沫鋁吸聲蓋板上固定上端與其頂面齊平的吸聲插管，每根吸聲插管插入不同的共振吸聲腔中形成多個(gè)并聯(lián)的亥姆霍茲共振器。

4、優(yōu)選的，所述的吸聲插管為金屬材質(zhì)，泡沫鋁蓋板上開(kāi)設(shè)與吸聲插管相對(duì)應(yīng)的通孔，吸聲插管焊接在通孔中。

5、優(yōu)選的，吸聲單元在吸聲背腔中呈多層分布，至少上層的吸聲單元由多個(gè)呈陣列設(shè)置的共振吸聲腔并聯(lián)組成。

6、優(yōu)選的，所述的吸聲背腔由向上開(kāi)口的外殼和內(nèi)將外殼內(nèi)腔分格成形成吸聲單元和共振吸聲腔的隔板焊接形成。

7、優(yōu)選的，外殼和隔板均為金屬材質(zhì)，泡沫鋁吸聲蓋板通過(guò)焊接與外殼頂部形成密封配合。

8、優(yōu)選的，在吸聲背腔中至少設(shè)置一層泡沫鋁材質(zhì)的泡沫鋁吸聲內(nèi)板。

9、優(yōu)選的，泡沫鋁吸聲內(nèi)板設(shè)置在僅有一個(gè)共振吸聲腔的吸聲單元中，且設(shè)置泡沫鋁吸聲內(nèi)板的吸聲單元深度大于沒(méi)有設(shè)置泡沫鋁吸聲內(nèi)板的吸聲單元深度。

10、優(yōu)選的，所述的泡沫鋁吸聲內(nèi)板將吸聲單元分隔為多層。

11、優(yōu)選的，所述的泡沫鋁吸聲蓋板和泡沫鋁吸聲內(nèi)板的厚度均大于外殼和隔板的厚度，在外殼的內(nèi)壁的彎角處焊接支撐件，通過(guò)支撐件支撐泡沫鋁吸聲內(nèi)板。

12、發(fā)明的有益效果是：

13、本發(fā)明的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，泡沫鋁蓋板上的吸聲插管插入共振吸聲腔中形成多個(gè)并聯(lián)的亥姆霍茲共振器，使其吸聲峰值耦合，達(dá)到了拓寬吸聲頻率的作用，多個(gè)吸層單元形成若干個(gè)不同頻率的較窄頻帶吸聲峰值，從而形成狹縫共振吸聲結(jié)構(gòu)，狹縫共振吸聲結(jié)構(gòu)與亥姆霍茲共振器、泡沫鋁板組合形成聲學(xué)超構(gòu)設(shè)計(jì)，增加低頻能量耗散、形成聲波無(wú)法傳播的帶隙，提高低頻段聲學(xué)性能，有效拓寬吸聲/隔聲頻帶，提升整體的隔聲性能。在吸聲背腔中形成吸聲單元，在吸聲單元中形成共振吸聲腔，通過(guò)吸聲插管的插入形成多個(gè)聯(lián)形的亥姆霍共振器，在吸聲背腔中形成多單元、多腔體和并聯(lián)共振的結(jié)構(gòu)，對(duì)吸聲背腔內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提高結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度，從而提高抗風(fēng)壓能力，提升聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性。

技術(shù)特征：

1.聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，包括泡沫鋁材質(zhì)的泡沫鋁吸聲蓋板和密封配合設(shè)置在泡沫鋁吸聲蓋板背面的吸聲背腔，其特征在于：所述的吸聲背腔包括多個(gè)吸聲單元，每個(gè)吸聲單元至少包括一個(gè)共振吸聲腔，泡沫鋁吸聲蓋板上固定上端與其頂面齊平的吸聲插管，每根吸聲插管插入不同的共振吸聲腔中形成多個(gè)并聯(lián)的亥姆霍茲共振器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的吸聲插管為金屬材質(zhì)，泡沫鋁蓋板上開(kāi)設(shè)與吸聲插管相對(duì)應(yīng)的通孔，吸聲插管焊接在通孔中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：吸聲單元在吸聲背腔中呈多層分布，至少上層的吸聲單元由多個(gè)呈陣列設(shè)置的共振吸聲腔并聯(lián)組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的吸聲背腔由向上開(kāi)口的外殼和內(nèi)將外殼內(nèi)腔分格成形成吸聲單元和共振吸聲腔的隔板焊接形成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：外殼和隔板均為金屬材質(zhì)，泡沫鋁吸聲蓋板通過(guò)焊接與外殼頂部形成密封配合。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：在吸聲背腔中至少設(shè)置一層泡沫鋁材質(zhì)的泡沫鋁吸聲內(nèi)板。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：泡沫鋁吸聲內(nèi)板設(shè)置在僅有一個(gè)共振吸聲腔的吸聲單元中，且設(shè)置泡沫鋁吸聲內(nèi)板的吸聲單元深度大于沒(méi)有設(shè)置泡沫鋁吸聲內(nèi)板的吸聲單元深度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的泡沫鋁吸聲內(nèi)板將吸聲單元分隔為多層。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的泡沫鋁吸聲蓋板和泡沫鋁吸聲內(nèi)板的厚度均大于外殼和隔板的厚度，在外殼的內(nèi)壁的彎角處焊接支撐件，通過(guò)支撐件支撐泡沫鋁吸聲內(nèi)板。

技術(shù)總結(jié)
聲學(xué)超構(gòu)聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)，包括泡沫鋁材質(zhì)的泡沫鋁吸聲蓋板和密封配合設(shè)置在泡沫鋁吸聲蓋板背面的吸聲背腔，其特征在于：所述的吸聲背腔包括多個(gè)吸聲單元，每個(gè)吸聲單元至少包括一個(gè)共振吸聲腔，泡沫鋁吸聲蓋板上固定上端與其頂面齊平的吸聲插管，每根吸聲插管插入不同的共振吸聲腔中形成多個(gè)并聯(lián)的亥姆霍茲共振器。本發(fā)明形成聲學(xué)超構(gòu)設(shè)計(jì)，增加低頻能量耗散、形成聲波無(wú)法傳播的帶隙，提高低頻段聲學(xué)性能，有效拓寬吸聲/隔聲頻帶，提升整體的隔聲性能，提高結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度，從而提高抗風(fēng)壓能力，提升環(huán)境適應(yīng)性。

技術(shù)研發(fā)人員：顏猛,查國(guó)濤,王彩,周常榮,陳雨豪,郭福林,賀才春,鄧嬌,丁行武,羅樂(lè)天,楊濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15