一种超构消声器

本技术涉及消声器，尤其是涉及一种超构消声器。

背景技术：

1、音色是声音的一个基本方面，这自然是一个与宽频声密切相关的概念，通常被认为是由被动机械系统的固有特性所决定的。这是因为由于共振的色散特性阻碍了宽带波调制，音色操作一直具有挑战性。声学超材料的最新进展通过增强性能和压缩尺寸，极大地丰富了波处理方法，而由于增材制造技术的发展，构建基于高性能超材料的声学器件更加可行，导致了负折射、超分辨率成像和深亚波长吸收等多种多样的功能。尽管大多数声学超材料仍受强共振色散的限制，且设计用于处理单频或较窄频段的波操作，但宽带吸声超材料为理解共振控制提供了新的思路，并为宽带音色操控铺平了道路。

2、凭借特有的强力增强声场和亚波长结构规模，吸声超材料的初始设计对于窄带性能非常有效。为了实现宽带声吸收/衰减，一种有效的方法是将一系列不同频率的吸声元件组合在一起。尽管在宽带高效声吸收/衰减方面取得了令人瞩目的成就，但音色操纵在实现方面仍有很大的差距，因为音色操纵对宽带共振的频率选择性和精细调制提出了更高的要求。

3、目前迫切需要提供一种强大且控制良好的全局耦合为可设计的音色提供了可行的途径的消声器。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种为可设计的音色提供了可行的途径的超构消声器。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种超构消声器，包括依次连接的穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列，所述共振器阵列包括多个依次连接的耦合共振器单元，每个耦合共振器单元均包括平行耦合的多个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器。

4、进一步地，所述刚性边界外壳设有多个单元外壳，该单元外壳与所述共振器单元一一对应，所述金属泡沫的数量为多个，各个金属泡沫分别安装在对应的单元外壳内。

5、进一步地，所述金属泡沫为电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫。

6、进一步地，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳为树脂材料。

7、进一步地，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳通过增材制造技术制备。

8、进一步地，所述超构消声器用于实际使用时，所述刚性边界外壳和耦合共振器阵列均为金属材料。

9、进一步地，所述颈部内嵌式亥姆霍兹共振器包括矩形截面腔和内嵌式方形截面颈部件，所述内嵌式方形截面颈部件嵌入在矩形截面腔内侧。

10、进一步地，各个所述耦合共振器单元的整体厚度相同。

11、进一步地，所述穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列自上而下依次层叠设置。

12、进一步地，所述穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列均为沿纵向延伸的长条状结构。

13、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

14、(1)本实用新型提出一种强大且控制良好的超构消声器，可以改变各个共振器单元中的颈部内嵌式亥姆霍兹共振器的结构，实现音色可设计，并且具有高效宽带声衰减、效率可控声衰减，适用于极端环境(低温，高温等)等优点；并且设置了采用电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫，具有有效的声耗散、良好的强度和刚度、适用于高低温极端环境等优异的声学和力学性能。

技术特征：

1.一种超构消声器，其特征在于，包括依次连接的穿孔板(1)、金属泡沫(2)、刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)，所述共振器阵列包括多个依次连接的耦合共振器单元，每个耦合共振器单元均包括平行耦合的多个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器。

2.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述刚性边界外壳(3)设有多个单元外壳，该单元外壳与所述共振器单元一一对应，所述金属泡沫(2)的数量为多个，各个金属泡沫(2)分别安装在对应的单元外壳内。

3.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述金属泡沫(2)为电镀烧结工艺制备的镍金属泡沫(2)。

4.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳(3)为树脂材料。

5.根据权利要求4所述的一种超构消声器，其特征在于，所述超构消声器用于结构试验时，所述刚性边界外壳(3)通过增材制造技术制备。

6.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述超构消声器用于实际使用时，所述刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)均为金属材料。

7.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述颈部内嵌式亥姆霍兹共振器包括矩形截面腔(402)和内嵌式方形截面颈部件(401)，所述内嵌式方形截面颈部件(401)嵌入在矩形截面腔(402)内侧。

8.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，各个所述耦合共振器单元的整体厚度相同。

9.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述穿孔板(1)、金属泡沫(2)、刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)自上而下依次层叠设置。

10.根据权利要求1所述的一种超构消声器，其特征在于，所述穿孔板(1)、金属泡沫(2)、刚性边界外壳(3)和耦合共振器阵列(4)均为沿纵向延伸的长条状结构。

技术总结
本技术涉及一种超构消声器，包括依次连接的穿孔板、金属泡沫、刚性边界外壳和耦合共振器阵列，共振器阵列包括多个依次连接的耦合共振器单元，每个耦合共振器单元均包括平行耦合的多个颈部内嵌式亥姆霍兹共振器。与现有技术相比，本技术提出一种强大且控制良好的超构消声器，可以改变各个共振器单元中的颈部内嵌式亥姆霍兹共振器的结构，实现音色可设计，且具有适用于极端环境、具有优异的声学和力学性能等优点。

技术研发人员：李勇,王能银,周成程,黄思博,祝捷,邱昇
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：20221219
技术公布日：2024/1/14