本技术一种薄层吸声超结构复合隔声罩及使用方法,该隔声罩由盖板、共形框架、薄层吸声超结构和多孔吸声材料组成,薄层吸声超结构的种类不局限于一种,通过薄层吸声超结构和多孔吸声材料的并联叠加设计可以实现宽频降噪效果。其中,薄层吸声超结构可以吸收中、低频段不同频率范围的噪声,多孔吸声材料可以吸收中、高频段的噪声,并联叠加后的复合隔声罩的工作带宽可以覆盖低、中、高宽频段。本发明提供的薄层吸声超结构复合隔声罩还具有空间利用率高、空间适应能力强、厚度薄、面密度低和材料可替换性强的优点。与现有的隔声罩相比,在保证厚度薄和面密度低的前提下,工作频带更宽、隔声效果更好,在各类机电产品噪声控制中具有广阔的应用前景。
背景技术
对于体积较小的噪声源,最有效的方法是用贴合设备产品的声学包裹来屏蔽噪声,消除噪声源对外界的干扰。在很多应用场景中,这种声学包裹往往是以隔声罩的形式出现,隔声罩一般是由声反射较强的隔声材料构成。然而,由于常规隔声罩一般不具备损耗声能量的能力,只是将声波反射回去困于内部空间中,因此一旦有少量间隙,就会因为漏声而失效。另外,如果要隔离低频噪声,就需要隔声罩具有较高的面密度,这对于轻量化和尺寸空间有严格限制的应用场合来说是不可接受的。此外,在有些应用场景中,还有必要的通风散热需求,反射型隔声罩因为声波衍射问题无法实现预期降噪效果。通过在内部空间填充多孔吸声材料能够有效缓解漏声带来的影响,但受到空间尺寸限制,填充薄层多孔吸声材料无法吸收低频噪声。因此,目前面临反射型隔声罩无法抵抗漏声,而填充薄层多孔吸声材料无法隔离低频噪声的难题。
声学超结构的发展为设计亚波长厚度的低频吸声结构提供了一种较好的解决方案。常用的吸声超结构的基本结构形式包括亥姆霍兹共振腔、薄膜/板结构、法布里-玻罗腔、狭缝型吸波器以及这些基本结构形式的组合或派生结构,声学超结构以厚度薄、重量轻等优势成为了未来噪声控制领域的主要发展方向之一。采用声学超结构为压缩机等机械设备进行隔声罩的设计是一种较好的噪声控制手段。然而,一方面,当下声学超结构的主要研究对象为平板型结构,研究者致力于将小尺寸结构拓展到大尺寸的工程应用领域,而隔声罩一般考虑空间利用等因素,多为曲面型结构;另一方面,声学超结构的基本结构形式目前还存在一些不足,如亥姆霍兹共振腔结构在低频设计时厚度较厚,薄膜结构的膜易老化、易脱落、耐久性较差等,这些不足极大限制了声学超结构在隔声罩领域的发展和应用。因此,需要发展新的隔声罩设计方法,以通过较薄的厚度和较低的面密度实现低频宽带降噪效果。
实现思路