基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板

本发明涉及一种基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，属于声学超材料。

背景技术：

1、声学超材料是指由特殊设计的人工声学微结构单元周期排列在弹性介质中构成的新型声学材料或结构，可以获得自然界材料不具有的超常物理特性，如负质量密度、负折射、负模量等。多孔吸声材料在高于特定频率(起始吸声频率)以上的频率范围才能实现高效吸声，其起始吸声频率的高低主要取决于材料整体厚度，厚度每增加一倍，起始吸声频率向低频方向移动一个倍频程。因此，当容许的多孔吸声材料安装厚度空间非常有限时其难以用于高效吸收低频噪声。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，通过对双层蜂窝共振腔结构的设计，进行具有不同几何参数的多个单元的并联连接，可以使得结构在低频宽带处的吸声性能达到最佳。

2、本发明的技术方案是：一种基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，包括：下面板7及与下面板7连接的双层蜂窝共振腔结构，所述双层蜂窝共振腔结构包括第一蜂窝共振腔结构、第二蜂窝共振腔结构；其中，所述第二蜂窝共振腔结构设置在所述第一蜂窝共振腔结构、所述下面板7之间作为第一安装方式，或者所述第一蜂窝共振腔结构设置在所述第二蜂窝共振腔结构、所述下面板7之间作为第二安装方式。

3、所述第一蜂窝共振腔结构包括第一穿孔面板1、第一延伸管2、第一负泊松比圆弧曲线夹芯层3；所述第一穿孔面板1上的孔与所述第一延伸管2一一对应地设置，所述第一延伸管2与所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层3中的第一蜂窝共振腔单元一一对应地设置，所述第一延伸管2一端与所述第一穿孔面板1上的孔连通，所述第一延伸管2另一端嵌入所述的第一蜂窝共振腔单元；在第一安装方式下，所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层3远离第一穿孔面板1一侧与第二蜂窝共振腔结构中第二穿孔面板4连接；在第二安装方式下，所述第一穿孔面板1远离所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层3一侧与第二蜂窝共振腔结构中第二负泊松比圆弧曲线夹芯层6连接，所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层3远离第一穿孔面板1一侧与下面板7连接。

4、所述第一延伸管2采用正六边形延伸管，边长为2.25mm～3mm，正六边形延伸管管长为0mm～11.5mm。

5、所述第二蜂窝共振腔结构包括第二穿孔面板4、第二延伸管5、第二负泊松比圆弧曲线夹芯层6；所述第二穿孔面板4上的孔与所述第二延伸管5一一对应地设置，所述第二延伸管5与所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层6中的第二蜂窝共振腔单元一一对应地设置，所述第二延伸管5一端与所述第二穿孔面板4上的孔连通，所述第二延伸管5另一端嵌入所述的第二蜂窝共振腔单元；在第一安装方式下，所述第二穿孔面板4远离所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层6一侧与第一蜂窝共振腔结构中第一负泊松比圆弧曲线夹芯层3连接，所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层6远离第二穿孔面板4一侧与下面板7连接；在第二安装方式下，所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层6远离第二穿孔面板4一侧与第一蜂窝共振腔结构中第一穿孔面板1连接。

6、所述第二延伸管5采用正方形延伸管，边长为4.5mm～6mm，正方形延伸管管长为0mm～11.5mm。

7、通过第一组外凸圆弧的两自由端连接两呈相对平行设置的两边的一端、第二组外凸圆弧的两自由端连接两呈相对平行设置的两边的另一端形成完全蜂窝共振腔单元，以面积占据完全蜂窝共振腔单元一半以上的蜂窝共振腔单元进行第一/第二蜂窝共振腔单元计数。

8、所述第一组外凸圆弧、第二组外凸圆弧均通过两条一端相连的外凸圆弧连接而成。

9、以完全蜂窝共振腔单元中心在一条直线上进行布置的第一/第二蜂窝共振腔单元称为一列，各列第一/第二蜂窝共振腔单元在基于负泊松比圆弧曲线夹芯层的基体上相错布置。

10、本发明的有益效果是：

11、本发明具有优异的低频吸声性能，同时在频率为400～1100hz频率范围内有着很宽的吸声频带(吸声系数＞0.5)。在结构参数的设计方面可以有多种参数匹配，进而实现结构在低频范围内的有效吸声。本结构的有着良好的承载能力和轻质化特点，可以根据实际工况需求进行相应调节。

技术特征：

1.一种基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，包括：下面板(7)及与下面板(7)连接的双层蜂窝共振腔结构，所述双层蜂窝共振腔结构包括第一蜂窝共振腔结构、第二蜂窝共振腔结构；其中，所述第二蜂窝共振腔结构设置在所述第一蜂窝共振腔结构、所述下面板(7)之间作为第一安装方式，或者所述第一蜂窝共振腔结构设置在所述第二蜂窝共振腔结构、所述下面板(7)之间作为第二安装方式。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，所述第一蜂窝共振腔结构包括第一穿孔面板(1)、第一延伸管(2)、第一负泊松比圆弧曲线夹芯层(3)；所述第一穿孔面板(1)上的孔与所述第一延伸管(2)一一对应地设置，所述第一延伸管(2)与所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层(3)中的第一蜂窝共振腔单元一一对应地设置，所述第一延伸管(2)一端与所述第一穿孔面板(1)上的孔连通，所述第一延伸管(2)另一端嵌入所述的第一蜂窝共振腔单元；在第一安装方式下，所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层(3)远离第一穿孔面板(1)一侧与第二蜂窝共振腔结构中第二穿孔面板(4)连接；在第二安装方式下，所述第一穿孔面板(1)远离所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层(3)一侧与第二蜂窝共振腔结构中第二负泊松比圆弧曲线夹芯层(6)连接，所述第一负泊松比圆弧曲线夹芯层(3)远离第一穿孔面板(1)一侧与下面板(7)连接。

3.根据权利要求2所述的基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，所述第一延伸管(2)采用正六边形延伸管，边长为2.25mm～3mm，正六边形延伸管管长为0mm～11.5mm。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，所述第二蜂窝共振腔结构包括第二穿孔面板(4)、第二延伸管(5)、第二负泊松比圆弧曲线夹芯层(6)；所述第二穿孔面板(4)上的孔与所述第二延伸管(5)一一对应地设置，所述第二延伸管(5)与所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层(6)中的第二蜂窝共振腔单元一一对应地设置，所述第二延伸管(5)一端与所述第二穿孔面板(4)上的孔连通，所述第二延伸管(5)另一端嵌入所述的第二蜂窝共振腔单元；在第一安装方式下，所述第二穿孔面板(4)远离所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层(6)一侧与第一蜂窝共振腔结构中第一负泊松比圆弧曲线夹芯层(3)连接，所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层(6)远离第二穿孔面板(4)一侧与下面板(7)连接；在第二安装方式下，所述第二负泊松比圆弧曲线夹芯层(6)远离第二穿孔面板(4)一侧与第一蜂窝共振腔结构中第一穿孔面板(1)连接。

5.根据权利要求4所述的基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，所述第二延伸管(5)采用正方形延伸管，边长为4.5mm～6mm，正方形延伸管管长为0mm～11.5mm。

6.根据权利要求2或4所述的基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，通过第一组外凸圆弧的两自由端连接两呈相对平行设置的两边的一端、第二组外凸圆弧的两自由端连接两呈相对平行设置的两边的另一端形成完全蜂窝共振腔单元，以面积占据完全蜂窝共振腔单元一半以上的蜂窝共振腔单元进行第一/第二蜂窝共振腔单元计数。

7.根据权利要求6所述的基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，所述第一组外凸圆弧、第二组外凸圆弧均通过两条一端相连的外凸圆弧连接而成。

8.根据权利要求6所述的基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，其特征在于，以完全蜂窝共振腔单元中心在一条直线上进行布置的第一/第二蜂窝共振腔单元称为一列，各列第一/第二蜂窝共振腔单元在基于负泊松比圆弧曲线夹芯层的基体上相错布置。

技术总结本发明公开了一种基于嵌入式延伸管的负泊松比圆弧曲线结构的双层蜂窝夹层板，包括：下面板及与下面板连接的双层蜂窝共振腔结构，所述双层蜂窝共振腔结构包括第一蜂窝共振腔结构、第二蜂窝共振腔结构；其中，所述第二蜂窝共振腔结构设置在所述第一蜂窝共振腔结构、所述下面板之间作为第一安装方式，或者所述第一蜂窝共振腔结构设置在所述第二蜂窝共振腔结构、所述下面板之间作为第二安装方式。本发明具有优异的低频吸声性能，同时在频率为400～1100Hz频率范围内有着很宽的吸声频带；在结构参数的设计方面可以有多种参数匹配，进而实现结构在低频范围内的有效吸声；本结构的有着良好的承载能力和轻质化特点，可以根据实际工况需求进行相应调节。技术研发人员：付涛,孔维凡受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/2/19