CN208164418U - 一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构 - Google Patents
一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，包括上、下面板和圆柱形蜂窝芯，所述上面板及下面板分别设置在蜂窝芯的顶部及底部，所述每六个蜂窝芯为一组紧密排列并在其空腔中填充不等高的聚酯纤维短柱，使得蜂窝芯中的聚酯纤维短柱上端的空腔与上面板间形成不等高的亥姆霍兹共振梯度腔，亥姆霍兹共振梯度腔和聚酯纤维短柱共同构成具有双吸声性能的结构。本实用新型蜂窝夹层亥姆霍兹共振梯度腔和聚酯纤维短柱的双吸声效果大大提高了吸声能力，而且在低频能拓宽吸声频带，增强了结构的整体吸声性能，并且制造加工方便，重量较轻，很适合在工程中应用。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及的是一种蜂窝夹层结构，具体涉及一种在蜂窝空腔中填充聚酯纤维短柱的内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构。
背景技术
由于室内噪声在一定程度上对人们的身心健康造成了影响，故对室内噪声控制是很有必要的，而室内的噪声主要由室内噪声源产生，故需要对噪声进行吸收从而降低噪声影响。传统吸声结构一般都为单层微穿孔空腔结构，其吸声频带较窄，在单层的基础上人们又设计了双层微穿孔结构，虽然吸声频带有一定的拓宽，但其总体吸声系数并不是很高，而将蜂窝夹层结构作为声衬结构安装在室内壁，如若蜂窝夹层结构的强度满足承力要求，则可内置于墙壁中，这样既可以节约空间，又可以通过设计使其产生很强的吸声效果。蜂窝夹层结构的蜂窝芯常常采用六边形、矩形等结构，本实用新型以圆形蜂窝夹层结构为研究对象，通过在蜂窝芯结构内添加声阻尼，以便进一步拓宽蜂窝结构的吸声频带，提高中低频吸声效果，对室内噪声进行降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，通过在圆形蜂窝芯结构内添加聚酯纤维短柱，以便提高圆形蜂窝芯结构宽频带吸声性能。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：
一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：包括上、下面板和圆柱形蜂窝芯，所述上面板及下面板分别设置在蜂窝芯的顶部及底部，所述每六个蜂窝芯为一组紧密排列并在其空腔中填充不等高的聚酯纤维短柱，使得蜂窝芯中的聚酯纤维短柱上端的空腔与上面板间形成不等高的亥姆霍兹共振梯度腔，亥姆霍兹共振梯度腔和聚酯纤维短柱共同构成具有双吸声性能的结构。
进一步的，所述蜂窝芯之间以相切的形式紧密排列。
进一步的，所述上面板为微穿孔板。
进一步的，所述的聚酯纤维短柱位置选在靠近下面板一侧并且纤维短柱下表面与下面板平齐。
进一步的，所述每六个为一组的蜂窝芯中聚酯纤维短柱上面的空气腔的高度比例为1:4:2:2:4:1，即一组蜂窝芯中填充的聚酯纤维短柱高度比例为3:0:2:2:0:3。
进一步的，所述每六个为一组的蜂窝芯中聚酯纤维短柱上面的空气腔的高度比例为2:8:4:2:4:1，即一组蜂窝芯中填充的聚酯纤维短柱高度比例为6:0:4:6:4:7。
进一步的，所述的上、下面板与蜂窝芯之间，每个蜂窝芯之间都是胶合连接。
本实用新型专利是圆形蜂窝夹层结构。通过对板进行穿孔可增大整体结构的吸声系数，但其中低频频带较窄，吸声系数较低。通过对内部蜂窝结构的改变既可拓宽频带又可提高最大吸声系数，本实用新型以此为出发点，通过对内部增加不等高的聚酯纤维短柱，一方面可在上微穿孔面板后形成不等高子背空气腔，从而形成二次余数扩散体，亦可提供额外的低频吸声效果，拓宽吸声频带。另一方面，聚酯纤维短柱本身就有一定的吸声效果，可提高吸声系数的峰值，而且其材料本身就有一定的防火能力，其消耗的声能量转化为热能通过蜂窝芯结构散失掉，不会有引起内部材料燃烧的危险。而且其就是在蜂窝芯内部添加聚酯纤维短柱，操作简便易于加工生产。
本实用新型结构较为简单，在原来蜂窝夹层结构的基础上，填充一些聚酯纤维短柱就可很大程度上提高其吸声峰值，并拓宽吸声频带，而且聚酯纤维耐热性能好，不会有潜在危险，安全可靠，生产也较为方便。
附图说明
图1为本实用新型专利的结构示意图；
图2为内部一组聚酯纤维短柱的第一种排布方式示意图；
图3为内部一组聚酯纤维短柱的第二种排布方式示意图；
图4为第一种方式添加聚酯纤维短柱前后的吸声系数对比图；
图5为第二种方式添加聚酯纤维短柱前后的吸声系数对比图；
图中：1.上微穿孔板，2.蜂窝芯，3.聚酯纤维短柱，4.下面板。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本专利做进一步说明：
实施例1
在图1中，一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其结构包括上微穿孔面板1（图中未显示其微穿孔），中间圆形蜂窝芯2，聚酯纤维短柱3和下面板4，其中六个聚酯纤维短柱3为一组进行排列，然后周期性排列过去，考虑到重量原因，可空缺一排之后（如图1中第二排无纤维柱3）到第三排再进行和第一排相同的排列方式，若想最大程度上增加吸声系数，对声能量进行吸收，可考虑全部填充，但也需兼顾重量因素。
各部分材料除填充短柱3为聚酯纤维，其他均为铝合金材，各铝合金材是胶合连接，聚酯纤维短柱3以填充方式挤压在内。圆形蜂窝芯2高度为60mm，直径为15mm，壁厚为0.5mm，上下面板1,4厚度都为0.5mm，上面板1的微穿孔孔径为0.5mm，穿孔面积率为2%，各个圆形蜂窝芯2都以相切的形式紧密相连形成整个蜂窝芯，聚酯纤维短柱3高度分别为45、0、30、30、0、45mm，六个聚酯纤维短柱3为一组，如图2所示，聚酯纤维短柱3与下面板4直接接触并平齐，短柱3上面形成空气腔体，组成二次余数扩散体，来拓宽吸声频带。通过COMSOL软件，将结构模型在压力声学模块中建立，设置声学边界条件为背景压力场，通过积分入射面的反射声能和入射声能，代入公式即可得到吸声系数，结果如图4所示，添加聚酯纤维短柱之后与未添加纤维短柱相比吸声峰值提高0.2-0.3，最大值接近于1，吸声频带至少可增加1/3OCT测量方法下的2个带宽，吸声效果较为明显。
实施例2
蜂窝结构构成参考图1，各部分材料除填充纤维短柱3为聚酯纤维，其他均为铝合金材，各铝合金材是胶合连接。圆形蜂窝芯2高度为60mm，直径为15mm，壁厚为0.5mm，上下面板1,4厚度都为0.5mm，上面板1的微穿孔孔径为0.5mm，穿孔面积率为2%，各个圆形蜂窝2都以相切的形式紧密相连形成整个蜂窝芯，添加聚酯纤维短柱3的高度分别为45、0、30、45、30、52.5mm，六个纤维短柱3一组，如图3所示，周期排布方式及吸声原理和实施例1相同，聚酯纤维短柱3与下面板4直接接触并平齐。通过COMSOL软件建模，过程和实施例1中类似，仿真结果如图5中所示，添加聚酯纤维短柱之后与未添加纤维短柱相比，吸声系数峰值和实施例1添加聚酯纤维短柱之后基本相同都接近1，但是吸声频带可增加至少1/3OCT测量方法下的2.5个带宽，但由于增加了纤维短柱体积，结构重量相比较实施例1有所增加，故结构若对重量要求较高，可优选实施例1中的结构，否则可选择实施例2中的结构。
此外，结构材料选取，上微穿孔面板1穿孔直径，厚度，蜂窝芯2高度等都可根据实际情况进行选取，聚酯纤维短柱3的填充方式及材料也可多样化。
以上所述，仅为本实用新型专利的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：包括上、下面板和圆柱形蜂窝芯，所述上面板及下面板分别设置在蜂窝芯的顶部及底部，所述每六个蜂窝芯为一组紧密排列并在其空腔中填充不等高的聚酯纤维短柱，使得蜂窝芯中的聚酯纤维短柱上端的空腔与上面板间形成不等高的亥姆霍兹共振梯度腔，亥姆霍兹共振梯度腔和聚酯纤维短柱共同构成具有双吸声性能的结构。
2.根据权利要求1所述的一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：所述蜂窝芯之间以相切的形式紧密排列。
3.根据权利要求1所述的一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：所述上面板为微穿孔板。
4.根据权利要求1所述的一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：所述的聚酯纤维短柱位置选在靠近下面板一侧并且纤维短柱下表面与下面板平齐。
5.根据权利要求1所述的一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：所述每六个为一组的蜂窝芯中聚酯纤维短柱上面的空气腔的高度比例为1:4:2:2:4:1，即一组蜂窝芯中填充的聚酯纤维短柱高度比例为3:0:2:2:0:3。
6.根据权利要求1所述的一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：所述每六个为一组的蜂窝芯中聚酯纤维短柱上面的空气腔的高度比例为2:8:4:2:4:1，即一组蜂窝芯中填充的聚酯纤维短柱高度比例为6:0:4:6:4:7。
7.根据权利要求1所述的一种内置子背腔的蜂窝夹层吸声结构，其特征在于：所述的上、下面板与蜂窝芯之间，每个蜂窝芯之间都是胶合连接。
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