薄膜型声学超材料的发展与展望

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作者 伍守豪 熊潞锦 王可 《应用声学》 北大核心 2025年第1期252-264,共13页

声学超材料以可引导和控制声波反射、透射和吸收能力,在声学领域受到广泛关注。薄膜型声学超材料是声学超材料的一个重要分支。薄膜型声学超材料因其轻质、成本低、易加工并且能够在低频段产生理想的降噪效果,成为了当前声学超材料的主... 声学超材料以可引导和控制声波反射、透射和吸收能力,在声学领域受到广泛关注。薄膜型声学超材料是声学超材料的一个重要分支。薄膜型声学超材料因其轻质、成本低、易加工并且能够在低频段产生理想的降噪效果,成为了当前声学超材料的主要研究方向之一。该文综述了薄膜型声学超材料在隔声等方面的研究进展,从薄膜理论模型建立和薄膜参数化分析出发,论述了薄膜型声学超材料基础理论及性能研究,重点介绍了不同薄膜结构的设计及其与不同隔声技术的结合,并对薄膜型声学超材料进行了总结与展望。 展开更多

关键词 薄膜型声学超材料 薄膜型声学超材料基础理论 薄膜结构 隔声技术

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摆臂式薄膜型声学超材料隔声性能 被引量：1

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作者 王可 熊潞锦 伍守豪 《应用声学》 北大核心 2025年第2期299-311,共13页

薄膜型声学超材料因其构造轻巧且具有良好的隔声效果而备受关注。受十字型摆臂式薄膜型声学超材料结构启发,该文通过改变摆臂结构和质量块分布,提出了4种不同的摆臂式结构:十字型摆臂末端外加四质量块、十字型摆臂式外加八质量块、米字... 薄膜型声学超材料因其构造轻巧且具有良好的隔声效果而备受关注。受十字型摆臂式薄膜型声学超材料结构启发,该文通过改变摆臂结构和质量块分布,提出了4种不同的摆臂式结构:十字型摆臂末端外加四质量块、十字型摆臂式外加八质量块、米字型摆臂式外加四质量块以及米字型摆臂式外加八质量块。为比较不同结构的隔声性能,分析了薄膜声学超材料低频隔声机理,结合传声损失的计算公式,对不同结构进行了传声损失仿真分析。通过仿真模型得到的传声损失曲线发现,米字型摆臂外加八质量块的隔声性能在4种新模型中最佳。该文对比不同结构的模态图进行模态分析,分析了5种结构的多态反共振模式,得到米字型摆臂外加八质量块的模态最为丰富。通过合理设计结构和材料参数,就能在一定程度上改变反谐振模式,并将隔声量曲线带宽调整到所需的频率范围内。通过隔声实验验证了仿真方法的准确性。 展开更多

关键词 薄膜型声学超材料 摆臂式结构 隔声性能 模态分析

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改进型薄膜声学超材料降低变压器噪声的研究

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作者 冯明浩 杨廷方 +3 位作者 赵翔 谢泽龙 陈章磊 李雄 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期249-255,共7页

薄膜声学超材料(Membrane-type Acoustic Metamaterial,MAM)因其低频隔声性能优越而受到广泛关注。然而传统薄膜声学超材料依旧存在许多不足,其在工程中应用经常受限。为探讨将薄膜声学超材料用于变压器领域降噪,设计一种改进型薄膜声... 薄膜声学超材料(Membrane-type Acoustic Metamaterial,MAM)因其低频隔声性能优越而受到广泛关注。然而传统薄膜声学超材料依旧存在许多不足,其在工程中应用经常受限。为探讨将薄膜声学超材料用于变压器领域降噪,设计一种改进型薄膜声学超材料结构,并在此基础上提出一种用于降低变压器噪声的复合隔声结构。首先,应用多物理场仿真软件对超材料结构进行声固耦合分析,研究其隔声影响因素。其次,对隔声影响因素进行单参数与多参数调控,通过单参数调控阐明不同参数对传声损失曲线的影响,进一步通过双参数调控对结构进行参数优化。研究表明,改进型薄膜声学超材料结构具有优良的低频隔声性能,将其与传统吸声板材料结合所设计出的复合降噪结构可以有效阻断噪声传播,从而为降低变压器噪声提供一种解决方法。 展开更多

关键词 声学 变压器 薄膜型声学超材料 复合隔声结构 弹性层

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宽频带薄膜型声学超材料隔声性能研究 被引量：1

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作者 陈彪 孔祥希 陈长征 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期62-68,共7页

针对汽车前围板中低频段隔声性能有待优化对问题,提出一种以“X”形摆臂为中心质量块的薄膜声学超材料结构,使用COMSOL仿真软件中声固耦合模块对其结构整体声传递损失曲线(Sound Transmission Loss,STL)、薄膜表面平均法向位移、等效参... 针对汽车前围板中低频段隔声性能有待优化对问题,提出一种以“X”形摆臂为中心质量块的薄膜声学超材料结构,使用COMSOL仿真软件中声固耦合模块对其结构整体声传递损失曲线(Sound Transmission Loss,STL)、薄膜表面平均法向位移、等效参数、耦合振动模态以及影响隔声量因素、调控规律进行有限元分析。结果表明:“X”形中心质量块薄膜声学超材料结构具有优异隔声频率带宽及隔声量幅值,带宽接近1332 Hz,隔声量峰值为54 dB;新结构中“X”形摆臂能兼并由四周质量块产生的不连续隔声峰,从而拓宽隔声频带,提高结构整体隔声性能;增大薄膜厚度和预紧力会使STL曲线整体向高频方向移动,增大“X”形摆臂弹性模量仅会使STL曲线第二隔声谷向高频方向产生小范围移动;其与钢板组成的复合结构能有效提高前围板平均隔声量。相关研究拓展了采用薄膜型声学超材料结构进行中低频段噪声治理的工程应用领域。 展开更多

关键词 声学 薄膜声学超材料 声传递损失 动态等效质量 动态等效刚度 宽频带

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半主动式薄膜型声学超材料超低频隔声特性研究 被引量：7

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作者 陈传敏 乔钏熙 +3 位作者 郭兆枫 杜鹏宇 陈炜 刘松涛 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第3期60-65,共6页

针对变电站50 Hz的超低频噪声较难控制的特点,设计一种半主动式薄膜型声学超材料,通过仿真模拟计算其隔声特性。该材料以钕铁硼磁铁作为中心质量块负载于边界固定的橡胶薄膜上,并装配通电螺线管作为半主动控制系统。通过仿真模拟及数值... 针对变电站50 Hz的超低频噪声较难控制的特点,设计一种半主动式薄膜型声学超材料,通过仿真模拟计算其隔声特性。该材料以钕铁硼磁铁作为中心质量块负载于边界固定的橡胶薄膜上,并装配通电螺线管作为半主动控制系统。通过仿真模拟及数值分析手段对其隔声特性进行研究。通过改变电流强度准确控制中心钕铁硼磁铁质量块的受力,最终改变薄膜张力,实现隔声峰频率的控制,与一般的薄膜声学超材料相比,其具有缓解薄膜材料疲劳等优点;并对薄膜厚度以及质量块厚度、大小对薄膜型声学超材料声学特性的影响进行研究。仿真结果表明:该材料对于50 Hz的超低频噪声隔声量达到130 dB,具有优良的隔声性能。 展开更多

关键词 声学 半主动式 薄膜声学超材料 超低频 隔声特性

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薄膜型声学超材料微结构参数对其隔声性能的影响 被引量：14

6

作者 叶超 苏继龙 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第1期163-166,共4页

基于有限元法(FEA)计算描述薄膜型声学超材料隔声性能的一个重要表征参量,即传递损失(TL)。在此基础上,探索薄膜型声学超材料传递损失峰值(谷值)对应的频率与整个薄膜超材料系统的固有频率之间的关联,并通过调整薄膜声学超材料的微结构... 基于有限元法(FEA)计算描述薄膜型声学超材料隔声性能的一个重要表征参量,即传递损失(TL)。在此基础上,探索薄膜型声学超材料传递损失峰值(谷值)对应的频率与整个薄膜超材料系统的固有频率之间的关联,并通过调整薄膜声学超材料的微结构特征如薄膜厚度、中心质量块、预应力等参量,研究薄膜型声学超材料固有频率和传递损失峰值(谷值)频率频段之间的关系。主要结论是:薄膜边缘预应力增大则传递损失峰值(谷值)对应频率增大,薄膜厚度增加则传递损失的第二和第三峰值对应的频率降低,而薄膜胞元中心质量块质量大小仅对第一峰值(谷值)对应的频率产生显著的影响。 展开更多

关键词 声学 薄膜型声学超材料 传递损失 结构参数 固有频率

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变厚度薄膜型声学超材料单胞的隔声性能数值研究 被引量：3

7

作者 郭磊 张均东 曾鸿 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第1期38-42,共5页

在船舶舱室中,结构振动引起的噪声有着低频、宽带的特点。常规的低频噪声,其隔声控制受到质量定律的约束,需要更为质密宽厚的材料。而基于一定设计的薄膜型声学超材料是一种单胞在几何尺寸上远小于声波波长的周期性材料,可以在某些低频... 在船舶舱室中,结构振动引起的噪声有着低频、宽带的特点。常规的低频噪声,其隔声控制受到质量定律的约束,需要更为质密宽厚的材料。而基于一定设计的薄膜型声学超材料是一种单胞在几何尺寸上远小于声波波长的周期性材料,可以在某些低频频段下实现完全隔声。以往研究多讨论了等厚度的薄膜,对表面形状也呈周期性变化的变厚度薄膜研究甚少。本文利用商用有限元软件Ansys和Virtual. Lab Acoustic数值计算变厚度薄膜型声学超材料单胞的工作频率,并模拟单胞的驻波管实验。研究了变厚度薄膜型声学超材料单胞隔声性能随结构参数(包括质量块质量、薄膜厚度以及薄膜张力)的变化规律,为薄膜型声学超材料在船舶降噪方面的设计与应用提供参考依据。 展开更多

关键词 变厚度 薄膜型声学超材料 工作频率 隔声量

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多态反共振协同型薄膜声学超材料低频隔声性能 被引量：21

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作者 周国建 吴九汇 +3 位作者 路宽 田秀杰 黄威 朱可达 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期64-74,共11页

针对普通声学材料无法有效衰减车内低频噪声的问题,提出一种摆臂式轻质薄膜型声学超材料结构设计形式,通过在子单胞内引入多态反共振模式实现了低频隔声频带的拓宽及隔声量的提高。该超材料以柔性乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)材料作为框架... 针对普通声学材料无法有效衰减车内低频噪声的问题,提出一种摆臂式轻质薄膜型声学超材料结构设计形式,通过在子单胞内引入多态反共振模式实现了低频隔声频带的拓宽及隔声量的提高。该超材料以柔性乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)材料作为框架,并将4个金属薄片和1个十字形EVA摆臂贴附在0.2 mm厚的聚酰亚胺(PI)薄膜表面构造成谐振部分。通过对超单胞的声传递损失(STL)、多态反共振模式和负等效参数的分析,揭示了STL带宽的拓宽机理;基于超单胞结构衍生设计了大尺寸的柔性隔声超材料,并将大尺寸超材料样件装配到汽车发动机机罩内进行实车降噪测试,通过“混响室-消声室”隔声实验和实车降噪测试进一步预估了超材料对低频噪声的衰减能力。研究结果表明:子单胞间的多态反共振协同模式能调制超单胞处于连续的动态平衡状态,促使低频入射与反射声波相互抵消,从而改善了隔声带宽和隔声量;所设计的超材料可使车内1 kHz以下的发动机噪声平均衰减达3 dB(A),为低频宽带隔声材料的设计提供了一种新的思路,在控制低频噪声方面具有潜在的工程化应用前景。 展开更多

关键词 薄膜型声学超材料 低频隔声 轻质 多态反共振 实车降噪测试

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薄膜型声学超材料对低频振动的隔声特性分析 被引量：6

9

作者 陆志猛 李从云 +1 位作者 瞿金平 温常琰 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第4期667-673,共7页

高效共振混合机工作频率为60 Hz,且系统处于共振,产生较大低频噪声。针对振动机械产生的有害噪声,分析了高效共振混合机低频高加速度共振混合过程的特点,得到了60 Hz低频声波穿透力强的特点,相比传统的以吸声材料构建的50~100 mm厚度、... 高效共振混合机工作频率为60 Hz,且系统处于共振,产生较大低频噪声。针对振动机械产生的有害噪声,分析了高效共振混合机低频高加速度共振混合过程的特点,得到了60 Hz低频声波穿透力强的特点,相比传统的以吸声材料构建的50~100 mm厚度、隔声效果小于10 dB的隔声罩,分析了薄膜型声学超材料在低频减振降噪中的隔声特性。通过多物理场仿真分析,60 Hz时隔声量为31.4 dB,确定了硅橡胶弹性薄膜的预应力和质量块的面密度;采用3D打印机快速成型技术,构建了隔声实验装置,分析了独立隔声单元、面密度、薄膜尺寸等隔声特性规律。基于人耳在实际环境中感受到的噪声强度,提出了噪声衰减量和插入损失的分析方法,在距离声源380 mm和1000 mm的位置,60 Hz时隔声量分别为27 dB和38 dB。研究成果丰富了低频隔声特性理论,为薄膜型声学超材料的工程设计和优化提供了技术支撑。 展开更多

关键词 薄膜型声学超材料 低频振动 隔声特性 高效共振混合机

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吸声型薄膜声学超材料低频宽带吸声性能研究 被引量：10

10

作者 张忠刚 朱浩宇 +1 位作者 罗剑 马炳和 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第5期869-875,共7页

该文根据吸声型薄膜声学超材料的吸声机理,在传统的吸声型薄膜声学超材料结构的基础上引入质量非对称结构,优化了不同厚度质量片的排布方式,并根据优化结果制备了能够实现低频宽带吸声效果的薄膜声学超材料样品。对其进行声学实验,测试... 该文根据吸声型薄膜声学超材料的吸声机理,在传统的吸声型薄膜声学超材料结构的基础上引入质量非对称结构,优化了不同厚度质量片的排布方式,并根据优化结果制备了能够实现低频宽带吸声效果的薄膜声学超材料样品。对其进行声学实验,测试结果显示,样品在100-1000Hz频率范围内的平均吸声系数达0.25,并在250-800Hz频率范围内出现了多个共振吸收峰,且实验测得的吸声系数曲线与仿真曲线的趋势有较高的一致性。因此,该样品实现了低频宽带吸声。 展开更多

关键词 吸声型薄膜声学超材料 质量非对称结构 低频宽带吸声 吸声系数测量

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大尺寸非对称薄膜型声学超材料的低频隔声特性研究 被引量：3

11

作者 闫文惠 刘禧萱 +3 位作者 方添寅 孙小伟 温晓东 欧阳玉花 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第8期1441-1450,共10页

针对低频声波的衰减问题,设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构,利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达100 mm,隔声频率降低至10 Hz,并在10~500 Hz的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超... 针对低频声波的衰减问题,设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构,利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达100 mm,隔声频率降低至10 Hz,并在10~500 Hz的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超材料结构的隔声频带和隔声量相比,通过在单胞中引入不对称性,使得结构的低频隔声频带拓宽了23 Hz。通过模态分析发现,不对称性使薄膜声学超材料产生更多的振动耦合模式,Lorentz共振与Fano共振的同时存在提升了月牙盘型非对称结构的隔声性能。同时,薄膜和质量块的尺寸与偏心量等参数变化可进一步优化隔声效果,为声屏障低频隔声效果的提升在结构优化设计方面提供了一种解决思路。 展开更多

关键词 薄膜型声学超材料 非对称结构 隔声特性 有限元法 声固耦合 低频

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薄膜型声学超材料的结构设计与隔声特性 被引量：14

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作者 王亚琴 徐晓美 林萍 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第6期875-883,共9页

为探讨薄膜型声学超材料用于汽车前围声学包、提高其中低频隔声能力的可行性,设计一种米字摆臂多质量块薄膜型声学超材料,构建其隔声分析有限元模型,分析其隔声特性及影响因素,开展结构优化及其在汽车前围声学包上的应用探索。研究表明... 为探讨薄膜型声学超材料用于汽车前围声学包、提高其中低频隔声能力的可行性,设计一种米字摆臂多质量块薄膜型声学超材料,构建其隔声分析有限元模型,分析其隔声特性及影响因素,开展结构优化及其在汽车前围声学包上的应用探索。研究表明,所设计的薄膜型声学超材料单胞在中低频区域具有较宽的隔声频带;增加薄膜上质量块半径或厚度会使传声损失曲线整体向低频区域移动,且质量块半径的增加还会拓宽高频区域的隔声频带;增加薄膜厚度或预应力会使传声损失曲线整体向高频区域移动;优化后的薄膜型声学超材料与钢板组合应用于汽车前围板,可明显提高其中低频隔声能力。 展开更多

关键词 声学超材料 薄膜型 传声损失 有限元法 汽车前围板

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表面张力对薄膜型声学超材料隔声性能的影响 被引量：8

13

作者 姬艳露 吕海峰 刘继宾 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1120-1125,共6页

目前许多对于薄膜型声学超材料隔声性能的研究仅限于数值方法,其结构参数可以很方便的调节,但缺乏必要的实验验证。因此,从有限元仿真和实验验证两个角度出发,主要研究了弹性薄膜的表面张力对由它和质量块组合而成的薄膜型声学超材料的... 目前许多对于薄膜型声学超材料隔声性能的研究仅限于数值方法,其结构参数可以很方便的调节,但缺乏必要的实验验证。因此,从有限元仿真和实验验证两个角度出发,主要研究了弹性薄膜的表面张力对由它和质量块组合而成的薄膜型声学超材料的隔声性能的影响。采用COMSOL Multiphysics软件对薄膜型声学超材料进行声学仿真研究,通过所得到的传递损失曲线能够更直观和方便地分析声波通过薄膜型声学超材料后对声音衰减的效果,并采用驻波管法对薄膜型声学超材料的隔声性能进行实验验证。结果表明,随着薄膜表面张力的增大,其传递损失峰值所对应频率向高频移动,且吸声系数峰值增多,所对应的频率范围增大。 展开更多

关键词 薄膜型声学超材料 隔声 有限元分析

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薄膜型声学超材料隔声特性研究 被引量：6

14

作者 王翌伟 徐晓美 +1 位作者 林萍 Lee Heow Pueh 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第6期42-48,共7页

为对一种薄膜型声学超材料的设计提供理论指导,对其隔声性能、影响因素和应用展开研究。构建薄膜型声学超材料的声学仿真模型,开展其隔声性能的单一影响因素和多因素正交优化设计研究,探讨方形声学超材料在汽车前围板上的组合应用。研... 为对一种薄膜型声学超材料的设计提供理论指导,对其隔声性能、影响因素和应用展开研究。构建薄膜型声学超材料的声学仿真模型,开展其隔声性能的单一影响因素和多因素正交优化设计研究,探讨方形声学超材料在汽车前围板上的组合应用。研究表明,随着薄膜厚度或预应力的增加,薄膜型声学超材料单胞的传声损失曲线整体向高频区域移动,传声损失峰值及其所对应的频率均明显增大,有效隔声频率范围变宽;质量块厚度的改变可以在某些频率范围内改变传声损失峰值及其所对应的频率;对薄膜型声学超材料单胞隔声性能影响最大的设计参数是薄膜厚度,其次是薄膜预应力;优化设计后的声学超材料单胞的平均传声损失达到30.2 dB,峰值传声损失81.0 dB比优化前的53.8 dB高50.5%;在材料结构与性能参数相同情况下,方形单胞具有比圆形单胞更好的低频隔声性能;组合后应用于前围板的方形声学超材料可以明显提高传统钢前围板的低频隔声性能。 展开更多

关键词 声学 薄膜型声学超材料 传声损失 正交优化 汽车前围板

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宽频带薄膜型声学超材料附加质量分布规律分析 被引量：3

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作者 丁北 王炜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期225-231,284,共8页

薄膜型声学超材料因其良好的低频域减振降噪性能而备受关注,其中涉及到的附加质量分布问题也具有重要的研究价值,直接关系到薄膜结构的整体隔声性能。考虑到现有针对质量分布规律的研究仍有待深化,该文章以一类薄膜型声学超材料为对象,... 薄膜型声学超材料因其良好的低频域减振降噪性能而备受关注,其中涉及到的附加质量分布问题也具有重要的研究价值,直接关系到薄膜结构的整体隔声性能。考虑到现有针对质量分布规律的研究仍有待深化,该文章以一类薄膜型声学超材料为对象,通过分析多种附加质量分布形式(集中、分散)对应的结构隔声特性,验证了等质量下分散结构相对于集中分布具备更好的隔声性能,进一步明确了质量块质量、数量及其布置环数对于隔声性能的影响规律,形成了可在低频域实现宽频降噪的质量分布方案,即:质量块均匀分布在圆膜上而不产生聚集。仿真及试验分析均表明,该方案能够在保持超材料深亚波长尺寸的同时,强化低频域宽频减振降噪性能,有利于实现结构轻量化设计,并为目标驱动的薄膜型声学超材料功能优化提供了参考依据。 展开更多

关键词 薄膜型声学超材料 质量分布 隔声性能

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薄膜声学超材料降噪性能分析及设计 被引量：20

16

作者 邱克鹏 秦云飞 +2 位作者 费晨 陈智谋 张卫红 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第2期7-14,共8页

为了提升薄膜型声学超材料的隔声性能,首先采用模态叠加法和遗传优化算法实现一种反射型薄膜声学超材料单胞多参数结构优化设计;然后为了拓宽薄膜声学超材料单胞结构的隔声带宽,进一步提出一种能够实现低频宽带吸声的十字型薄膜声学超... 为了提升薄膜型声学超材料的隔声性能,首先采用模态叠加法和遗传优化算法实现一种反射型薄膜声学超材料单胞多参数结构优化设计;然后为了拓宽薄膜声学超材料单胞结构的隔声带宽,进一步提出一种能够实现低频宽带吸声的十字型薄膜声学超材料。结果表明:采用经过优化所得的反射型薄膜声学超材料可有效提高隔声带宽和离散频率的隔声量;并且十字型薄膜声学超材料单胞在510 Hz至820 Hz频带范围内平均吸声系数达到0.884,从而突破了薄膜声学超材料单胞仅在共振频率附近的窄带内具有优异吸声性能的限制。 展开更多

关键词 声学 薄膜声学超材料 吸声系数 隔声量 优化设计 模态叠加法 遗传算法

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系统频率电磁调谐的双层薄膜声学超材料 被引量：1

17

作者 吴卫国 刘闯 毕佳楠 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期596-601,共6页

为了拓宽声学超材料对低频声波的隔声带宽,设计了1种系统频率电磁调谐的双层薄膜声学超材料,该超材料由双层硅橡胶薄膜、薄膜之间的羰基铁粉、附加铅质质量块、铝质框架和电磁场加载装置等组成.运用COMSOL Multiphysics 5.5仿真和试验... 为了拓宽声学超材料对低频声波的隔声带宽,设计了1种系统频率电磁调谐的双层薄膜声学超材料,该超材料由双层硅橡胶薄膜、薄膜之间的羰基铁粉、附加铅质质量块、铝质框架和电磁场加载装置等组成.运用COMSOL Multiphysics 5.5仿真和试验等方法,对声学超材料的声学性能进行了研究.研究结果表明:该声学超材料在低频范围内可实现良好的隔声效果;通过输入不同电流改变磁场强度,可以实现声学超材料固有频率的定向调节;与被动声学超材料相比,主动声学超材料实现了声学超材料隔声性能的非接触主动调谐,拓宽了声学超材料的声波控制带宽;在此基础上,通过进一步探讨材料参数对声学超材料声学性能的影响,发现双层薄膜的厚度越厚,杨氏模量越大,声学超材料将获得更宽的隔声带宽. 展开更多

关键词 声学超材料 低频 隔声 薄膜型 电磁调谐

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硅胶薄膜声学超材料单胞结构的隔声测量研究 被引量：2

18

作者 贾玉麒 冯涛 +1 位作者 杨梦露 王晶 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1108-1111,1116,共5页

利用铝制框架、硅胶薄膜和钕铁硼磁铁制作薄膜声学超材料单胞试件,用阻抗管法进行材料隔声量测量,绘制出不同附加质量块下薄膜声学超材料的隔声量曲线,分析了硅胶薄膜振动的等效集中参数与其隔声量曲线的对应关系。实验结果表明,薄膜声... 利用铝制框架、硅胶薄膜和钕铁硼磁铁制作薄膜声学超材料单胞试件,用阻抗管法进行材料隔声量测量,绘制出不同附加质量块下薄膜声学超材料的隔声量曲线,分析了硅胶薄膜振动的等效集中参数与其隔声量曲线的对应关系。实验结果表明,薄膜声学超材料的隔声峰值对应频率具有可调性,50~400 Hz的平均隔声量为5dB,峰值超过11dB。在低频声区域,薄膜声学超材料的隔声量大大高于传统隔声材料。 展开更多

关键词 薄膜声学超材料 隔声 低频 阻抗管法 等效集中参数

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基于磁流变薄膜的可调谐主动声学超材料 被引量：3

19

作者 闻轶凡 吴卫国 杭锐 《声学技术》 CSCD 北大核心 2019年第3期248-252,共5页

为了实现声学超材料等效参数的非接触式主动控制,基于磁流变薄膜设计了一种磁固耦合的主动声学超材料,该结构由铝质环形框架和附加质量块的磁流变薄膜组成。运用COMSOL软件对其声学特性和隔声性能进行了详细分析,结果表明:改变外加磁场... 为了实现声学超材料等效参数的非接触式主动控制,基于磁流变薄膜设计了一种磁固耦合的主动声学超材料,该结构由铝质环形框架和附加质量块的磁流变薄膜组成。运用COMSOL软件对其声学特性和隔声性能进行了详细分析,结果表明:改变外加磁场强度能够调节所设计的声学超材料的固有频率,与被动声学超材料相比,实现了非接触主动控制声学超材料系统的隔声峰值频率,从而拓宽了声学超材料的隔声频率范围;在此基础上进一步研究了磁流变薄膜材料参数、薄膜预应力和附加质量对隔声性能的影响。 展开更多

关键词 主动声学超材料 磁流变薄膜 隔声性能 低频

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基于复合弹性质量块薄膜声学超材料低频隔声性能研究 被引量：2

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作者 黄永虎 吕梦圆 +1 位作者 张红丽 李浩 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第3期209-214,共6页

传统薄膜声学超材料(Membrane-type Acoustic Metamaterial,MAM)的研究往往忽略了附加质量块与薄膜之间的弹性连接对其隔声性能的影响。为了考虑这种影响,在传统结构的基础上设计三种基于复合弹性质量块的新型MAM结构形式。采用集总参... 传统薄膜声学超材料(Membrane-type Acoustic Metamaterial,MAM)的研究往往忽略了附加质量块与薄膜之间的弹性连接对其隔声性能的影响。为了考虑这种影响,在传统结构的基础上设计三种基于复合弹性质量块的新型MAM结构形式。采用集总参数法推导弹性层刚度变化对传统结构及三种新型结构的固有频率的影响规律。通过三维有限元模型分析四种结构的隔声性能并验证其负物理特性,明确优化结构形式。针对优化结构形式,通过数值模拟进一步详细讨论弹性层结构参数及其相关参数对声传递损失(Sound Transmission Loss,STL)和特征频率的影响规律。研究表明:弹性层的加入不会改变MAM结构的模态振型,但可以降低结构的前四阶固有频率。在总附加重量和总预应力相同的情况下,随着弹性层弹性模量和半径的减小,或弹性层高度的增加,STL峰值向较低频率移动,但STL峰值变化不大。 展开更多

关键词 声学 声学超材料 有限元分析 薄膜 弹性层 隔声

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