发布日期：2024-07-17 来源: 网络 阅读量（ ）
五金本发明提供一种微穿孔板吸声体及其设计方法，其中，所述微穿孔板吸声体包括：微穿孔板、底部刚性壁、外侧刚性壁和内侧刚性壁，其中，所述外侧刚性壁为中空正方体结构，所述外侧刚性壁与所述底部刚性壁围合成上端开口的吸声背腔，所述微穿孔板位于所述吸声背腔的上端开口处，所述内侧刚性壁设置在所述吸声背腔内，所述内侧刚性壁通过弯折的方式将所述吸声背腔分割成多个大小不同的弯折型背腔，且所述弯折型背腔的上端开口处与所述微穿孔板相连。本发明能够实现对不同频率噪声的吸收，而且对低频噪声可以更好的吸收。 (19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116486772 A (43)申请公布日 2023.07.25 (21)申请号 8.3 (22)申请日 2023.03.31 (71)申请人 江苏理工学院 地址 213001 江苏省常州市中吴大道1801 号 (72)发明人 金广鉴王野钱佳林任杰 符有浩黄琼彬李广军王江涛 (74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务 所(普通合伙) 32231 专利代理师 厉丹彤 (51)Int.Cl. G10K 11/16 (2006.01) 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 (54)发明名称 微穿孔板吸声体及其设计方法 (57)摘要 本发明提供一种微穿孔板吸声体及其设计 方法 ，其中 ，所述微穿孔板吸声体包括 ：微穿孔 板、底部刚性壁、外侧刚性壁和内侧刚性壁 ，其 中，所述外侧刚性壁为中空正方体结构，所述外 侧刚性壁与所述底部刚性壁围合成上端开口的 吸声背腔，所述微穿孔板位于所述吸声背腔的上 端开口处，所述内侧刚性壁设置在所述吸声背腔 内，所述内侧刚性壁通过弯折的方式将所述吸声 背腔分割成多个大小不同的弯折型背腔，且所述 弯折型背腔的上端开口处与所述微穿孔板相连。 本发明能够实现对不同频率噪声的吸收，而且对 低频噪声可以更好的吸收。 A 2 7 7 6 8 4 6 1 1 N C CN 116486772 A 权利要求书 1/1页 1.一种微穿孔板吸声体，其特征在于，包括：微穿孔板、底部刚性壁、外侧刚性壁和内侧 刚性壁，其中，所述外侧刚性壁为中空正方体结构，所述外侧刚性壁与所述底部刚性壁围合 成上端开口的吸声背腔，所述微穿孔板位于所述吸声背腔的上端开口处，所述内侧刚性壁 设置在所述吸声背腔内leyu乐鱼，所述内侧刚性壁通过弯折的方式将所述吸声背腔分割成多个大小 不同的弯折型背腔，且所述弯折型背腔的上端开口处与所述微穿孔板相连。 2.根据权利要求1所述的微穿孔板吸声体，其特征在于，所述微穿孔板为孔径和穿孔率 单一，且穿孔均匀的面板。 3.根据权利要求1所述的微穿孔板吸声体，其特征在于，所述外侧刚性壁的长度为90‑ 110mm，所述外侧刚性壁的壁厚为0.8‑1.2mm。 4.根据权利要求1所述的微穿孔板吸声体，其特征在于，所述内侧刚性壁弯折的角度为 90°。 5.根据权利要求1所述的微穿孔板吸声体，其特征在于leyu乐鱼微穿孔板吸声体及其设计方法pdf，所述内侧刚性壁通过弯折与所 述微穿孔板和所述外侧刚性壁围合形成正方体结构。 6.根据权利要求1所述的微穿孔板吸声体，其特征在于，所述多个大小不同的弯折型背 腔与所述微穿孔板形成的吸声体并联。 7.一种根据权利要求1‑6中任一项所述的微穿孔板吸声体的设计方法，其特征在于，包 括以下步骤： 建立微穿孔板吸声理论模型； 根据所述微穿孔板吸声理论模型将所述吸声背腔分割成多个大小不同的所述弯折型 背腔，以得到不同等效背腔深度的吸声体； 对所述吸声体的各项参数进行优化以得到所述微穿孔板吸声体。 8.根据权利要求7所述的微穿孔板吸声体的设计方法，其特征在于，当入射声波垂直入 射所述微穿孔板时，所述微穿孔板吸声体的吸声系数为： 其中，Z为所述微穿孔板吸声体的声阻抗率，ρ为所述入射声波的频率，c为声速。 9.根据权利要求7所述的微穿孔板吸声体的设计方法，其特征在于，采用遗传算法对所 述微穿孔板吸声体的各项参数进行优化。 10.根据权利要求9所述的微穿孔板吸声体的设计方法，其特征在于，所述遗传算法的 数学模型为： 其中，Z 为所述微穿孔板表面声阻抗率，Z为所述微穿孔板后空腔声阻抗率，Z为所述 MPP D 微穿孔板吸声体的声阻抗率。 2 2 CN 116486772 A 说明书 1/7页 微穿孔板吸声体及其设计方法 技术领域 [0001] 本发明涉及吸声设计技术领域，具体涉及一种微穿孔板吸声体和一种微穿孔板吸 声体的设计方法。 背景技术 [0002] 微穿孔板吸声体结构，一般是由微穿孔板以及有一定深度的空腔组成，在厚度小 于1mm的薄金属板上钻许多微孔，这些微孔的孔径一般微0.5mm‑1mm左右，当声波射入小孔 时，小孔的内壁对声波进行吸收，以达到吸声的目的。相较于其他传统的多孔材料以及纤维 类材料而言，微穿孔板具有结构简单、不易碎屑化、抗冲击性强、防潮防水等优点。 [0003] 微穿孔板吸声体系及理论是由马大猷教授在20世纪70年代首次提出的，在之后的 五十年间，不断有学者对其进行研究并提出优化方案。先后研究得到吸声性能改善的多层 吸声结构、低频吸声性能优异的多层声学结构以及一种简化的“并联”背腔结构的微穿孔板 吸声体的吸声机理。尽管后续各种针对吸声体的优化使其结构性能在各个方面都有所提 升，但微穿孔吸声体仍无法对不同频率的噪声进行有效地吸收，尤其是针对低频噪音的吸 收还有较大的不足之处。 发明内容 [0004] 本发明为解决上述技术问题，提供了一种微穿孔板吸声体及其设计方法，能够实 现对不同频率噪声的吸收，而且对低频噪声可以更好的吸收。 [0005] 本发明采用的技术方案如下： [0006] 一种微穿孔板吸声体，包括：微穿孔板、底部刚性壁、外侧刚性壁和内侧刚性壁，其 中，所述外侧刚性壁为中空正方体结构，所述外侧刚性壁与所述底部刚性壁围合成上端开 口的吸声背腔，所述微穿孔板位于所述吸声背腔的上端开口处，所述内侧刚性壁设置在所 述吸声背腔内，所述内侧刚性壁通过弯折的方式将所述吸声背腔分割成多个大小不同的弯 折型背腔，且所述弯折型背腔的上端开口处与所述微穿孔板相连。 [0007] 所述微穿孔板为孔径和穿孔率单一，且穿孔均匀的面板。 [0008] 所述外侧刚性壁的长度为90‑110mm，所述外侧刚性壁的壁厚为0.8‑1.2mm。 [0009] 所述内侧刚性壁弯折的角度为90°。 [0010] 所述内侧刚性壁通过弯折与所述微穿孔板和所述外侧刚性壁围合形成正方体结 构。 [0011] 所述多个大小不同的弯折型背腔与所述微穿孔板形成的吸声体并联。 [0012] 一种微穿孔板吸声体的设计方法，包括以下步骤：建立微穿孔板吸声理论模型；根 据所述微穿孔板吸声理论模型将所述吸声背腔分割成多个个大小不同的所述弯折型背腔， 以得到不同等效背腔深度的吸声体；对所述吸声体的各项参数进行优化以得到所述微穿孔 板吸声体。 [0013] 当入射声波垂直入射所述微穿孔板时，所述微穿孔板吸声体的吸声系数为： 3 3 CN 116486772 A 说明书 2/7页 [0014] [0015] 其中，Z为所述微穿孔板吸声体的声阻抗率，ρ为所述入射声波的频率，c为声速。 [0016] 采用遗传算法对所述微穿孔板吸声体的各项参数进行优化。 [0017] 所述遗传算法的数学模型为： [0018] [0019] 其中，Z 为所述微穿孔板表面声阻抗率，Z为所述微穿孔板后空腔声阻抗率，Z为 MPP D 所述微穿孔板吸声体的声阻抗率。 [0020] 本发明的有益效果： [0021] 本发明通过将外侧刚性壁与底部刚性壁围合成上端开口的吸声背腔，内侧刚性壁 通过弯折的方式将吸声背腔分割成多个大小不同的弯折型背腔构成了微穿孔板吸声体，由 此，能够实现对不同频率噪声的吸收，而且对低频噪声可以更好的吸收。 附图说明 [0022] 图1为本发明实施例的微穿孔板吸声体的截面示意图； [0023] 图2为本发明一个具体实施例的微穿孔板背腔等效结构图； [0024] 图3为本发明实施例的微穿孔板吸声体的设计方法的流程图； [0025] 图4为本发明一个具体实施例的微穿孔板吸声体优化前后的吸声系数曲线图。 具体实施方式 [0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027] 图1为本发明实施例的微穿孔板吸声体的截面示意图。 [0028] 如图1所示，本发明实施例的微穿孔板吸声体，包括微穿孔板10、底部刚性壁20、外 侧刚性壁30和内侧刚性壁40，其中，外侧刚性壁30为中空正方体结构，外侧刚性壁30与底部 刚性壁20围合成上端开口的吸声背腔，微穿孔板10位于吸声背腔的上端开口处，内侧刚性 壁40设置在吸声背腔内，内侧刚性壁40通过弯折的方式将吸声背腔分割成多个大小不同的 弯折型背腔，且弯折型背腔的上端开口处与微穿孔板10相连。 [0029] 在本发明的一个实施例中，所述微穿孔板可为孔径和穿孔率单一，且穿孔均匀的 面板。 [0030] 在本发明的一个实施例中，外侧刚性壁的长度可为90‑110mm，厚度可为0.8‑ 1.2mm，其中，在本发明的一个具体实施例中，外侧刚性壁为100mm×100mm×100mm且厚度为 1mm的中空正方体结构。 [0031] 在本发明的一个具体实施例中，内侧刚性壁可通过弯折的方式将吸声背腔分割成 4 4 CN 116486772 A 说明书 3/7页 四个大小不同的背腔，其中，内侧刚性壁的弯折角度为90°，且弯折后的内侧刚性壁可与外 侧刚性壁/内侧刚性壁和微穿孔板围合形成正方体结构。 [0032] 在本发明的一个实施例中，多个大小不同的弯折型背腔与所述微穿孔板形成的吸 声体并联，如图2所示，内侧刚性壁通过弯折将背腔分割成四个弯折型背腔，可等效成背腔 深度分别为175mm、125mm、75mm和25mm的吸声体并联，从而可实现对不同频率噪声的吸收， 另外，吸声体背腔深度的增加可以更好的吸收低频噪声。 [0033] 根据本发明实施例微穿孔板吸声体，通过将外侧刚性壁与底部刚性壁围合成上端 开口的吸声背腔，内侧刚性壁通过弯折的方式将吸声背腔分割成多个大小不同的弯折型背 腔构成了微穿孔板吸声体，由此，能够实现对不同频率噪声的吸收，而且对低频噪声可以更 好的吸收。 [0034] 对应上述实施例的微穿孔板吸声体，本发明还提出一种微穿孔板吸声体的设计方 法。 [0035] 如图3所示，本发明实施例的微穿孔板吸声体的设计方法包括以下步骤： [0036] S1，建立微穿孔板吸声理论模型。 [0037] 在本发明的一个实施例中，可根据马大猷教授的微穿孔板理论以及计算机计算常 规微穿孔板吸声结构的吸声性能，建立微穿孔板吸声理论模型。 [0038] 具体而言，由于单层微穿孔板的相对声阻抗由实部声阻抗率与虚部声阻抗率组 成，且分别表示空气与孔内壁面的粘滞效应和空气在孔内的惯性运动，由此，可根据马氏微 穿孔板吸声结构理论，可将微穿孔板表面声阻抗率表示为： [0039] Z ＝R+jωM MPP [0040] 板后空腔声阻抗率可表示为： [0041] Z ＝‑jρc·cot(ωD/c) D [0042] 因此，整个微穿孔板吸声体的声阻抗率可表示为： [0043] Z＝Z +Z MPP D [0044] 其中，j为复数，ω为角频率，R为微穿孔板的声阻，M为微穿孔板的声质量。微穿孔 板的声阻可表示为： [0045] [0046] 其中， [0047] [0048] [0049] 微穿孔板的声质量可表示为： [0050] [0051] 其中， 5 5 CN 116486772 A 说明书 4/7页 [0052] [0053] 其中，r和m分别表示相对声阻率和相对声质量，kr和km表示相对声阻常数和相对 声质量常数，k为微穿孔板常数，d为微孔的直径，t为微穿孔板的厚度，c为声速，μ表示空气 相对运动粘度系数，δ表示穿孔率，D为空气背腔深度，f为共振频率，ρ为入射声波频率，其 中，c＝343m/sleyu乐鱼，μ一般为1.48×10‑5m2/s，穿孔率可表示为穿孔部分面积与总面积的比值。 [0054] 当入射声波垂直入射微穿孔板时，微穿孔板吸声体的吸声系数为： [0055] [0056] 由此可知，微穿孔板吸声体的阻抗受微穿孔板自身参数和空气背腔高度的影响。 [0057] S2，根据微穿孔板吸声理论模型将吸声背腔分割成多个个大小不同的弯折型背 腔，以得到不同等效背腔深度的吸声体。 [0058] 在本发明的一个实施例中，可通过将内侧刚性壁弯折将吸声背腔分割成多个弯折 型背腔，其中，多个弯折型背腔可等效成多个不同背腔深度的吸声体并联，且微穿孔板的 内、外区域面积相当，从而实现微穿孔板吸声体对不同频率噪声的吸收，另外leyu乐鱼，吸声体背腔 深度的增加可以更好的吸收低频噪声。 [0059] S3，对吸声体的各项参数进行优化以得到微穿孔板吸声体。 [0060] 在本发明的一个实施例中，可采用遗传算法对微穿孔板吸声体的各个参数进行优 化，其中，遗传算法的数学模型为： [0061] [0062] 其中，Z 为微穿孔板表面声阻抗率，Z为微穿孔板后空腔声阻抗率，Z为微穿孔板 MPP D 吸声体的声阻抗率。 [0063] 在本发明的一个具体实施例中，优化前的微穿孔板吸声体的结构参数如 [0064] 表1所示。 [0065] 6 6 CN 116486772 A 说明书 5/7页 [0066] [0067] 表1 [0068] 优化模型的建立以微穿孔板吸声体吸声系数曲线Hz频率范围内最饱满 为目标，可得到目标函数为： [0069] [0070] 其中，α(f)为对应频率下的吸声系数。 [0071] 在优化过程中，可设置种群大小为200，交叉概率为0.6，变异概率为0.01，确定决 策变量和约束条件为：0.4mm≤孔径d≤1mm，0.5％≤穿孔率δ≤5％，由此，可得到优化后的 结果如表2所示。 [0072] [0073] 表2 [0074] 其中，优化前后的微穿孔板吸声体的吸声系数曲线] 根据本发明实施例的微穿孔板吸声体的设计方法，通过建立微穿孔板吸声理论模 7 7 CN 116486772 A 说明书 6/7页 型，然后根据微穿孔板吸声理论模型将吸声背腔分割成多个大小不同的弯折型背腔，以得 到不同等效背腔深度的吸声体，最后对吸声体的各项参数进行优化以得到微穿孔板吸声 体，由此，能够实现对不同频率噪声的吸收，而且对低频噪声可以更好的吸收。 [0076] 在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征 可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非 另有明确具体的限定。 [0077] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连 接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0078] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以 是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0079] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或 多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员 可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组 合。 [0080] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部 分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺 序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明 的实施例所属技术领域的技术人员所理解。 [0081] 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用 于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供 指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执 行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设 备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传 输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装 置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电 连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器 (ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存 储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的 8 8 CN 116486772 A 说明书 7/7页 介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其 他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。 [0082] 应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述 实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件 或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下 列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路 的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场 可编程门阵列(FPGA)等。 [0083] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介 质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。 [0084] 此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模 块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如 果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机 可读取存储介质中。 [0085] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。 9 9 CN 116486772 A 说明书附图 1/4页 图1 10 10 CN 116486772 A 说明书附图 2/4页 图2 11 11 CN 116486772 A 说明书附图 3/4页 图3 12 12 CN 116486772 A 说明书附图 4/4页 图4 13 13 3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。 4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档 2024年01月山东省济宁经济开发区总工会2024年招考5名人员笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月山西晋城市教育局党组引进高层次人才16人笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月江苏省昆山市人力资源和社会保障局2024年公开招考5名编外工作人员笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月江西省上饶市鄱阳县招考聘用辅警50人笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月安徽省无为市退役军人事务局2024年招考1名工作人员笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月山东省潍坊滨海经济技术开发区事业单位2024年公开招考初级综合类岗位工作人员笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月广东韶关市曲江区人民医院助理招考聘用10人笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月江西九江修水县选调部分县直机关下属事业单位工作人员笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月广西宾阳县总工会招考2名社会化工会工作者笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx 2024年01月广西巴马瑶族自治县总工会2024年公开招考4名社会化工会工作者笔试历年典型考题及考点剖析附答案详解.docx Q∕GDW 11202.6-2018 -智能变电站自动化设备检测规范 第6部分：同步相量测量装置.pdf 《GBT2423.1-2016 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温》.pdf 原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者
