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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开了一种N阶声学超材料低频隔声结构，涉及机械噪声与环境噪声控制技术领域，所述结构包括多个沿x、y方向阵列扩展的N‑1阶声学超材料低频隔声结构，粘接附着在N‑1阶声学超材料扩展结构中心的N阶质量块和外部支撑框架，其中，N≥2，当N＝2时，二阶声学超材料低频隔声结构包括沿x、y方向阵列扩展的多个声学超材料单元胞和附着于扩展结构中心的二阶质量块；其中，所述结构产生的隔声峰是通过相邻阶次声学超材料的模态耦合反共振效应产生，所述N阶质量块用以增强所述模态耦合反共振效应。本发明具有结构简单、易于调节等特点，同时结构具有很大的扩展空间，对于低频范围内的多频隔声具有潜在的应用前景。

主权项：1.一种N阶声学超材料低频隔声结构，所述结构包括：多个沿x、y方向阵列扩展的N-1阶声学超材料低频隔声结构，其中；当N=2时，二阶声学超材料低频隔声结构包括沿x、y方向阵列扩展的多个声学超材料单元胞和附着于扩展结构中心的二阶质量块；当N=3时，三阶声学超材料低频隔声结构包括沿x、y方向阵列扩展的多个二阶声学超材料低频隔声结构、附着于扩展结构中心的三阶质量和外部框架；以此类推，N＞3时，所述N阶声学超材料低频隔声结构包括多个沿x、y方向阵列扩展的N-1阶声学超材料低频隔声结构，粘接附着在N-1阶声学超材料扩展结构中心的N阶质量块和外部框架；其中，所述结构产生的隔声峰是通过相邻阶次声学超材料的模态耦合反共振效应产生，所述N阶质量块用以增强所述模态耦合反共振效应；其中，所述单元胞包括内部开有圆形通孔的方形支撑框架、高分子聚合物薄板和一阶质量块，所述高分子聚合物薄板粘接在所述单元胞支撑框架一侧，所述一阶质量块粘接在所述高分子聚合物薄板任一侧的中心位置；所述声学超材料单元胞的高分子聚合物薄板中心布置有一阶质量块，所述N阶声学超材料中心布置有N阶质量块；在低于500Hz的低频范围内实现具有高隔声量的隔声峰；通过调整所述支撑框架和所述高分子聚合物薄板的结构、材料参数以及N阶质量块的质量大小调节所述隔声峰的频率位置、隔声带宽、以及隔声量大小；所述的结构具有嵌套设计的特点，N阶声学超材料的模态更加丰富，通过调节相邻阶次声学超材料的基频，以在低频范围内实现多个隔声峰，对于N阶声学超材料实现N-1个隔声峰；与传统的声学超材料单元胞阵列扩展结构相比，所述的结构具有明显的低频隔声优势，而且中频隔声性能也得到一定的改善，二阶质量块的引入增强了整板模态和单元胞局部模态之间的耦合反共振；增加二阶质量块的质量使低频隔声峰进一步向低频移动，隔声带宽进一步增加，隔声量进一步增大，此外还使中频隔声峰向低频移动，隔声量略微增大；增加支撑框架的厚度使低频隔声峰向高频移动，隔声带宽减小，隔声量减小；增加支撑框架的弹性模量同样使低频隔声峰向高频移动，隔声带宽减小，隔声量减小；增加薄板的厚度使低频隔声峰向高频移动，隔声带宽增大，隔声量增大；增加薄板的弹性模量同样使低频隔声峰向高频移动，隔声带宽增大，隔声量增大。

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