CN108891364A - 一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮 - Google Patents

一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮 Download PDF

Info

Publication number
CN108891364A
CN108891364A CN201810630496.9A CN201810630496A CN108891364A CN 108891364 A CN108891364 A CN 108891364A CN 201810630496 A CN201810630496 A CN 201810630496A CN 108891364 A CN108891364 A CN 108891364A
Authority
CN
China
Prior art keywords
covering
cavity unit
drag
cellular cavity
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810630496.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108891364B (zh
Inventor
刘少刚
陈璐
赵丹
李征远
盛鹏
王帅虎
赵跃超
石新新
张春杰
冯立锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN201810630496.9A priority Critical patent/CN108891364B/zh
Publication of CN108891364A publication Critical patent/CN108891364A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108891364B publication Critical patent/CN108891364B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08—Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供的是一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮。包括蜂巢式腔体单元和填充基体，蜂巢式腔体单元为六边形腔，填充基体为六边形柱，各蜂巢式腔体单元按仿蜂巢式结构周期排列连接，不同材料的填充基体填充在蜂巢式腔体单元内。本发明采用六边形蜂巢式结构设计，本结构具有良好的力学性能，使蒙皮具有良好的支撑和变形能力；本结构可以更好地利用蒙皮内部空间，并在蒙皮表面自然形成沟槽、凸起，该类表面形貌能够改变蒙皮表面周围的流场，影响湍流的形成与发展，并对二次湍流起到抑制作用，使蒙皮具有良好的减阻效果。本发明是浮筏隔振***结构和二维声子晶体结构的有益结合，兼具二者在吸能减振和抑制噪声优点，使蒙皮具有良好的降噪效果。

Description

一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮
技术领域
本发明涉及一种减阻降噪蒙皮，尤其涉及一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮。
背景技术
随着我国经济实力的不断提高，交通运输业迅猛发展。在铁路建设方面，截止到2017年底，我国铁路营业总里程达到12.7万公里，其中高速铁路2.5万公里，中西部地区(含东三省)铁路营业里程达9.7万公里，其中高铁营业里程位居世界第一位。在城市地铁方面，截至2017年底，中国内地累计有34个城市建成投运城轨线路5021.7公里。在汽车方面，截止2017年年底，我国机动车保有量已经突破3.1亿辆，成为世界上最大的汽车消费市场。
在交通运输业发展的同时，导致了能源的快速消耗，能源问题变得越来越严重。据有关数据表明，交通运输成为我国能源消耗的主要因素之一。其中，气动阻力占所有阻力的大部分，因此，降低空气阻力除了可以提高汽车、高铁等自身的经济性外，还可以减少能源的消耗，符合环保的发展趋势。
另外，随着人们生活水平的提高，对汽车、地铁、高铁等交通工具的乘坐环境也要求越来越高，尤其家用汽车方面，乘坐舒适性也越来越重要，其中降低车内风噪也成为了汽车性能的重要指标。
在水下航行器方面，需要更好地快速性和隐身性能，这就对水下航行器在流体减阻和降低噪声方面提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是为了更好地实现减阻降噪功能而提供一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮。
本发明的目的是这样实现的：
一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，包括蜂巢式腔体单元和填充基体，蜂巢式腔体单元为六边形腔，填充基体为六边形柱，各蜂巢式腔体单元按仿蜂巢式结构周期排列连接，不同材料的填充基体填充在蜂巢式腔体单元内。
本发明还包括这样一些特征：
1.所述不同材料的填充基体填充在蜂巢式腔体单元内是指：中间层填充基体的材料密度大于上层与下层填充基体的材料密度。；
2.所述蜂巢式腔体单元的材料为聚氨酯或橡胶；
3.所述填充基体的材料为纤维、硅胶或金属。
本发明提出了一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，该蒙皮采用仿蜂巢结构将具有不同属性的材料按照一定的规律排列组合而成，将蒙皮覆盖于汽车、高铁、地铁、水下航行器等运载工具表面可有效实现减阻和降噪的功能。
本发明为具有减阻和降噪功能的仿蜂巢结构蒙皮，包括蜂巢式腔体单元、填充基体，蜂巢式腔体单元界面采用六边形结构，填充基体可由不同种类的材料制成。将不同种类的填充基体填充入蜂巢式腔体单元内构成蒙皮基本单元，以周期排列等形式对其进行排布并用强力胶粘合，构成仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮。由于采用仿蜂巢式结构，蒙皮表面呈现为波浪状沟槽、凸起。
本发明所述的蜂巢式腔体单元的材料为聚氨酯材料或者橡胶等柔性材料，所述的填充基体的材料为聚氨酯、橡胶、塑料或者纤维等密度、弹性模量参数不同的材料。
本发明所述的蜂巢式腔体单元采用六边形蜂巢结构，整个蒙皮结构由是若干个仿蜂巢式腔体单元排列组合而成，由于采用蜂巢式排列的特殊结构，在蒙皮表面自然形成波浪状沟槽和凸起特征形态。这种特殊的表面形貌可以抑制二次涡流，降低边界过渡区的湍动能，减小摩擦阻力，从而使该蒙皮具有良好的减阻效果。
本发明所述填充基体采用六边形柱体由不同材料制成，这些密度、弹性模量等材料属性不同的填充基体，按照一定规律分布于蒙皮内部。不同材料的填充基体密度不同(中间层基体材料相较于上下两层较大)，从而形成类似浮筏隔振***结构；而蒙皮内部弹性模量等材料属性的周期排列形式又构成类似二维声子晶体结构，这两种结构有益结合，对噪声和振动起到抑制作用，从而实现蒙皮的降噪功能。
本发明一种用于运载工具的蒙皮结构，包括：蜂巢式腔体单元；填充基体；将不同材料的填充基体按填入蜂巢式腔体单元内，并将其按照周期排列等形式进行排布并粘合；蜂巢式腔体单元采用六边形蜂巢结构，由聚氨酯材料或者橡胶等柔性高分子材料制成；填充基体采用六边形柱体结构，由纤维、硅胶、金属等密度、弹性模量不同的材料制成；本发明将不同材料的填充基体通过材料进行分类填入蜂巢式腔体单元内，以周期排列等形式排布并粘合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用六边形蜂巢式结构设计，本结构具有良好的力学性能，使蒙皮具有良好的支撑和变形能力；本结构可以更好地利用蒙皮内部空间，并在蒙皮表面自然形成沟槽、凸起，该类表面形貌能够改变蒙皮表面周围的流场，影响湍流的形成与发展，并对二次湍流起到抑制作用，使蒙皮具有良好的减阻效果。
2、本发明是浮筏隔振***结构和二维声子晶体结构的有益结合，兼具二者在吸能减振和抑制噪声优点，使蒙皮具有良好的降噪效果。
3、仿蜂巢结构蒙皮单元中填充基体材料的选择与布置可以根据实际使用环境进行定制，得到具有多种特定结构参数的蒙皮，对使用环境有着更好地适应性和多变性，从而可以更好地实现减阻降噪功能。
附图说明
图1是是本发明的三维结构示意图，由蜂巢式腔体单元、填充基体组成；
图2是本发明的二维结构侧视图；
图3是图1中蜂巢式腔体二维结构侧视图；
图4是图1中的蜂巢式腔体单元结构示意图；
图5是图1中的填充基体结构示意图；
图6是由蜂巢式腔体单元内填入填充基体组成的蜂巢蒙皮基本单元结构示意图；
图7是本发明一个实施例的减阻特性示意图；
图8是本发明一个实施例的降噪特性示意图；
具体实施方式
下面结合附图1-8与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1、图2所示，本发明所述的一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮3，包括蜂巢式腔体单元1、填充基体2。蜂巢式腔体单元1为六边形蜂巢结构，由轻薄而有韧性的聚氨酯材料或者橡胶材料等制成。填充基体2为六边形柱体结构，由纤维、硅胶、金属等密度、弹性模量不同的材料制成。将不同材料的填充基体2通过材料进行分类填入蜂巢式腔体单元1内，以周期排列等形式排列并使用强力胶进行封口。该结构采用仿蜂巢式的结构，使蒙皮具有很好的变形能力和吸振缓冲能力。不同材料的填充基体2的周期性排列结构使本发明兼具浮筏隔振***结构和二维声子晶体结构在吸能减振和抑制噪声方面的优势，是两者的有益结合。
结合图3，对本发明的其中一种制作方法进行说明。蜂巢式腔体单元1可以通过模具一次制作成型，再将不同材料的填充基体2以有序的周期排列形式填入蜂巢式腔体单元1内并使用强力胶封口，制作成仿蜂巢结构蒙皮3。
结合如图4、图5、图6，对本发明的第二种制作方法进行说明。首先制作蜂巢式腔体单元1，再将填充基体2填入制作成蜂巢蒙皮基本单元3，在蜂巢蒙皮基本单元3通过填充基体2的材料进行分类，再将不同材料的蜂巢蒙皮基本单元3以有序的周期排列形式通过强力胶进行粘贴组合，制作成仿蜂巢结构蒙皮3。
结合图7，对本发明的减阻特性进行说明。仿蜂巢结构蒙皮3覆盖在运载工具壳体8的表面，当运载工具在流体中移动时，仿蜂巢结构蒙皮3对表面的湍流7做出响应，利用蒙皮表面的沟槽、凸起等外形特征，改变了蒙皮表面周围的流场，影响湍流7的形成与发展，并对二次湍流起到抑制作用，从而实现了蒙皮表面减阻的效果。
结合图8，对本发明的降噪特性进行说明。仿蜂巢结构蒙皮3覆盖在运载工具壳体8的表面，运载工具在流体中移动时，表面受到湍流激励9的影响，由于仿蜂巢结构蒙皮3内部结构类似于浮筏隔振***和声子晶体结构，可以使湍流激励9的能量传递逐渐减弱，降低流体噪声与运载工具壳体8的辐射噪声。利用仿蜂巢结构及不同材料有序排列结构的声学特性，抑制了外部噪声(风阻噪声、主动声呐等)10和内部噪声(机械噪声等)11的反射与透射，从而达到消声、隔声的效果。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，本发明的实施方式并不局限于上述说明，只要是围绕本发明的核心内容，在其基础之上进行一些简单的修改或替换都应视为本发明的保护范围。
综上所述：一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，尤其是能使运载工具在流体中实现减阻和降噪功能。本发明包括蜂巢式腔体单元、填充基体。蜂巢式腔体单元、填充基体均采用六边形仿蜂巢式结构；蜂巢式腔体单元的材料为聚氨酯材料或者橡胶等柔性高分子材料，填充基体的材料为纤维、硅胶、金属等密度、弹性模量不同的材料。将不同的填充基体填入蜂巢式腔体单元内，以周期排列等形式对腔体单元进行排布，并用强力胶进行粘合，制做成具有减阻降噪功能的仿蜂巢结构蒙皮。

Claims (5)

1.一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，其特征是，包括蜂巢式腔体单元和填充基体，蜂巢式腔体单元为六边形腔，填充基体为六边形柱，各蜂巢式腔体单元按仿蜂巢式结构周期排列连接，不同材料的填充基体填充在蜂巢式腔体单元内。
2.根据权利要求1所述的仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，其特征是，所述不同材料的填充基体填充在蜂巢式腔体单元内是指：中间层填充基体的材料密度大于上层与下层填充基体的材料密度。
3.根据权利要求1或2所述的仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，其特征是，所述蜂巢式腔体单元的材料为聚氨酯或橡胶。
4.根据权利要求1或2所述的仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，其特征是，所述填充基体的材料为纤维、硅胶或金属。
5.根据权利要求3所述的仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮，其特征是，所述填充基体的材料为纤维、硅胶或金属。
CN201810630496.9A 2018-06-19 2018-06-19 一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮 Active CN108891364B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810630496.9A CN108891364B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810630496.9A CN108891364B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108891364A true CN108891364A (zh) 2018-11-27
CN108891364B CN108891364B (zh) 2021-09-10

Family

ID=64345281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810630496.9A Active CN108891364B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108891364B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113074203A (zh) * 2021-03-15 2021-07-06 天津大学 一种基于二维弹性波超材料和颗粒碰撞阻尼的隔振装置
CN113512933A (zh) * 2021-05-15 2021-10-19 石家庄铁道大学 一种大跨度桥梁抗风围护结构
CN116161163A (zh) * 2023-02-16 2023-05-26 哈尔滨工程大学 一种基于可调张拉整体结构的智能变刚度柔性减阻降噪蒙皮
CN116279967A (zh) * 2023-03-31 2023-06-23 哈尔滨工程大学 一种基于多层变刚度单元的可调阻抗柔性减阻降噪蒙皮
RU2809035C1 (ru) * 2023-07-03 2023-12-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Виброизолирующее напольное покрытие

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101247947A (zh) * 2005-08-22 2008-08-20 欧文斯科宁知识产权资产有限公司 冲切隔离覆盖层和用于生产上述覆盖层的方法
CN101513932A (zh) * 2009-03-30 2009-08-26 哈尔滨工业大学 一种可改变刚度的变形机翼蒙皮
US20110284320A1 (en) * 2008-09-03 2011-11-24 Baltek Inc. Acoustic attenuation system
CN102700704A (zh) * 2012-05-30 2012-10-03 南京航空航天大学 一种飞行器变形蒙皮
CN103434639A (zh) * 2013-08-19 2013-12-11 南京航空航天大学 传感—驱动一体化的复合材料机翼蒙皮及测试***与应用
CN106003850A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 广东新秀新材料股份有限公司 蜂窝夹芯结构件及其制备方法
CN106907418A (zh) * 2017-01-20 2017-06-30 上海交通大学 声子晶体负泊松比蜂窝隔振抗冲击装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101247947A (zh) * 2005-08-22 2008-08-20 欧文斯科宁知识产权资产有限公司 冲切隔离覆盖层和用于生产上述覆盖层的方法
US20110284320A1 (en) * 2008-09-03 2011-11-24 Baltek Inc. Acoustic attenuation system
CN101513932A (zh) * 2009-03-30 2009-08-26 哈尔滨工业大学 一种可改变刚度的变形机翼蒙皮
CN102700704A (zh) * 2012-05-30 2012-10-03 南京航空航天大学 一种飞行器变形蒙皮
CN103434639A (zh) * 2013-08-19 2013-12-11 南京航空航天大学 传感—驱动一体化的复合材料机翼蒙皮及测试***与应用
CN106003850A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 广东新秀新材料股份有限公司 蜂窝夹芯结构件及其制备方法
CN106907418A (zh) * 2017-01-20 2017-06-30 上海交通大学 声子晶体负泊松比蜂窝隔振抗冲击装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113074203A (zh) * 2021-03-15 2021-07-06 天津大学 一种基于二维弹性波超材料和颗粒碰撞阻尼的隔振装置
CN113512933A (zh) * 2021-05-15 2021-10-19 石家庄铁道大学 一种大跨度桥梁抗风围护结构
CN116161163A (zh) * 2023-02-16 2023-05-26 哈尔滨工程大学 一种基于可调张拉整体结构的智能变刚度柔性减阻降噪蒙皮
CN116161163B (zh) * 2023-02-16 2024-03-22 哈尔滨工程大学 基于可调张拉整体结构的智能变刚度柔性减阻降噪蒙皮
CN116279967A (zh) * 2023-03-31 2023-06-23 哈尔滨工程大学 一种基于多层变刚度单元的可调阻抗柔性减阻降噪蒙皮
CN116279967B (zh) * 2023-03-31 2024-02-06 哈尔滨工程大学 一种基于多层变刚度单元的可调阻抗柔性减阻降噪蒙皮
RU2809035C1 (ru) * 2023-07-03 2023-12-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Виброизолирующее напольное покрытие

Also Published As

Publication number Publication date
CN108891364B (zh) 2021-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108891364A (zh) 一种仿蜂巢结构的减阻降噪蒙皮
CN104647823B (zh) 一种抗冲击吸能材料及其制备方法
CN102002193B (zh) 一种发泡橡胶板材及其制作工艺
CN105253154A (zh) 高速动车复合材料车底设备舱底板
CN110307289A (zh) 一种基于沙丘形态控制的智能微浮筏流体减阻降噪蒙皮
CN201646596U (zh) 一种汽车前围隔音垫
CN102166843A (zh) 一种高速磁浮列车轻质隔声地板构件
CN202865701U (zh) 一种轨道交通用多频普分体式减振降噪装置
CN202352331U (zh) 一种用于高速列车的多功能分层复合材料
CN202144347U (zh) 一种保温箱
CN103016030A (zh) 一种宽频吸声材料及吸声装置
CN206186712U (zh) 水陆两用车辆
CN207140468U (zh) 一种多层柔性缓冲夹芯材料
CN203994891U (zh) 一种叠层吸音棉
CN201471802U (zh) 复合塑料结构
CN114044013A (zh) 一种局域共振***及减震降噪车体型材板件
CN211417178U (zh) 汽车碰撞吸能三明治结构
CN216034177U (zh) 一种消声交通工具及装置
CN211765531U (zh) 一种三明治型声子晶体列车侧墙板
CN103456293A (zh) 一种具有隔热功能的五层复合吸声材料
KR101374232B1 (ko) 투광성, 고인성 및 경량성을 갖는 복합체
CN112282786A (zh) 一种高速铁路长大隧道微气压波减缓方法
CN202669684U (zh) 汽车车厢隔热隔音板
CN210390363U (zh) 一种自带降噪、避振、吸音结构的三聚氰胺泡棉结构
CN201315153Y (zh) 机舱内组合材料隔声装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant