隔声超构材料的研究进展
2021-08-26陈应航钟雨豪黄唯纯卢明辉
人工晶体学报 2021年7期
关键词:结构
陈应航,陈 键,徐 驰,钟雨豪,黄唯纯,卢明辉
(1.蚌埠学院机械与车辆工程学院,蚌埠 233030;2.南京大学,固体微结构物理国家重点实验室,现代工程与应用科学学院,南京 210093)
0 引 言
隔声功能是声学材料的重要研究方向之一,与军事、国防、航空航天、民生等领域密切相关[1-3]。在线性噪声问题中,依据能量守恒定律,即针对一个特定频率,声学材料吸收的能量加上其反射和透射的能量等于系统的总能量。若想实现隔声功能,可以通过增大声学材料的吸收或反射来实现。声学超构材料的研究为解决低频隔声问题提供了新的思路,通过在关键物理尺度上对材料进行一定的序构设计,获得自然界材料所不具备的不同寻常的声学特性、现象的特种复合材料或结构,使其在隔声、降噪等领域具有广阔的研究和应用前景[4-5]。
传统隔声设计多基于隔声材料或共振结构[6]。前者通过提高隔声层的声阻抗或优化吸、隔声材料组合方式达到改善结构隔声性能的效果。例如汽车前围隔音垫、公路声屏障、大型设备的隔声箱多是基于此类隔声机理。这就要求隔声层具有更高的质量密度、厚度,良好的密封性以及材料覆盖效果,显然不利于实现隔声结构轻量化和轻薄化。在管道声学领域,各类共鸣器或腔体被植入传声路径上以实现对某几个固定频率范围声波的有效隔离,这类方法对应的消声频率与管、腔结构参数关系密切,在消除低频噪声时往往难以同时实现结构小型化。……
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