一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构

1.本发明涉及减振降噪技术领域，特别针对板类结构在保持结构整体刚度、强度情形下的宽频减振应用，尤其涉及一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构。


背景技术：

2.工程结构与机械设备的振动噪声抑制问题已成为工程技术领域里重要的研究环节。由于振动的存在，会导致很多安全隐患，如何针对工程结构中存在的振动破坏问题提出有效应对措施，成为减振领域内各专家、学者广泛讨论与研究的重点。
3.现阶段的研究中，振动控制方法主要分类主动控制、被动控制两大类。主动控制一般需结合外接电源，系统设计复杂，控制程序复杂，且减振系统稳定性较差，难以获得推广应用。被动控制最常见的方式有粘贴阻尼材料、设计隔振结构、添加吸声材料等，这些措施虽然在一定程度上可以有效抑制工程结构的振动，但也带来了其他附加问题，如附加质量过重、材料费用增加、外附材料的易失效老化等。
4.声学黑洞(acoustic black hole,abh)效应通过对结构厚度的裁剪使其按照一定的幂律变化，最终实现结构阻抗的连续变化，导致声学黑洞结构中传播的弯曲波的群速度逐渐减小。在理想的情况下，声学黑洞结构中心(二维)或尖端(一维)厚度为零时，可实现结构对弯曲波能量的完全捕获，从而有效抑制结构的振动传递。在实际加工过程中，由于考虑结构刚以及加工误差等情形，一般存在截断厚度，导致结构对弯曲波能量的聚集效果变差。因此在能量集中区域粘贴少量阻尼材料，可以极大程度上增大结构的振动能量的捕获能力，降低结构振动，满足工程实际需求。
5.然而，现有的声学黑洞结构应用多逐个附加式应用于板状或是梁状结构，此类设计主要针对面外弯曲振动占主要成分的振动场合，但实际工程结构中的板、梁类结构振动不仅有弯曲振动，还存在扭振、纵向振动的形式，对于后者两种振动形式，传统的声学黑洞结构往往作用能力十分有限，因此迫切需要针对多类型振动同时存在的应用场合设计开发一种减振功能性更强的减振结构。
6.现有的对于弯曲振动的减振措施有很多，但是对于纵向振动以及扭转振动问题鲜有研究应用。往往需要牺牲结构部分功能作用(结构阻尼的附加)，或是结合主动控制的办法，但这些措施都不可避免的存在着功能性差、经济性低、稳定性弱等问题。
7.综上，减振降噪领域迫切需要一种多功能性减振降噪结构产品，以实现对各类板、梁结构的多形式振动能量的捕获、耗散，同时保持结构整体一定的强度，实现结构轻质化应用。


技术实现要素：

8.本发明设计提供一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，为解决多模式振动能量的有效捕获、耗散问题提供便利。
9.为实现上述目的，本发明提供如下方案：
10.一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，所述嵌二维声学黑洞结构以周期阵列的形式嵌入薄板状结构或条带状结构中；所述嵌二维声学黑洞结构与其上部材料γ占据传统声子晶体结构散射体(a+c)位置即准散射体；所述嵌二维声学黑洞结构材料与其上部材料γ可以进行组合设计，以实现传统声子晶体结构中谐振子的功能；所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构可进行单胞一维阵列，可用于工程梁结构的减振；所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构可进行单胞两个方向(ax、ay)阵列，可用于工程板类结构的减振；所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构单胞内声学黑洞厚度变化严格按照幂指数形式递减。
11.以传统二维声学黑洞结构(带中心平台)作为单胞(见图1)内主体结构，对单胞结构进行平面内两个(ax、ay)方向(非板厚方向)的等间距l阵列(见图2)；各个单胞所包含的二维声学黑洞结构尺寸(见图3)均相同；各个单胞所包含的相同位置材料参数(α、β、γ)(见图4)均相同；二维声学黑洞中心区域上部高密度软材料γ(或空气)(见图4)与其他组分材料贴合紧密，满足界面连续光滑、强度要求；该结构可依据使用场景进行结构面外附加式(见图5)、结构一体化设计(见图6)；整体结构的晶格类型为正方形或三角形；所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构用于梁或板结构各类振动能量的捕获，从而实现振动的有效抑制。
12.优选地，所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构中的声学黑洞数量至少有一个阵列方向不少于6个。
13.优选地，所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构单胞中的二维声学黑洞区域a尺寸幂律函数表达式为h(r)＝(hmax-hmin)(r-r1)m(r
2-r1)-m
+hmin；其中，h(r)表示所述二维声学黑洞1轮廓的厚度；hmax、hmin分别表示声学黑洞区域最厚、最薄部分(中心平台)的厚度；r表示所述二维声学黑洞1的半径；m为常数，且m≥2；r1表示所述二维声学黑洞中心平台的半径；r2表示所述二维声学黑洞区域直径。
14.优选地，单胞内声学黑洞中心区域上部空间c填充高密度软材料γ(或空气)。
15.优选地，所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构(条带状结构、薄板状结构)可通过胶接j、焊接h、一体成型y、对称叠加d(见图7)的方式应用于结构中。
16.优选地，所述单胞的阵列距离(晶格常数l)依据减振频带范围需求选择，但不小于单胞内声学黑洞区域a厚度的最小尺寸hmin。
17.优选地，所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构根据结构刚度、强度的设计要求可采取对称叠加d(双层结构)的方式进行应用。
18.优选地，所述嵌二维声学黑洞声子晶体结构设计根据应用结构尺寸、外形可选择条带状结构设计或薄板状结构设计(将单胞沿另一正交方向进行阵列得到)。
19.优选地，单胞内声学黑洞区域a高密度软材料可根据工程减振需求自选，但满足不同材料连接界面较好的贴合性、界面强度要求。
20.与现有技术相比，本发明公的有益效果为：
21.1.将传统二维声学黑洞与声子晶体结构结合，能够实现较低频振动控制和多方向振动幅值衰减。
22.2.将二维声学黑洞周期性嵌入条带或薄板结构中，能够实现较宽频率范围内的振动控制效果，且薄板状结构中易于形成某一方向弯曲振动完全带隙。
23.3.将二维声学黑洞融入声子晶体结构设计中，能够增强声子晶体结构局域共振效果，同时实现一定程度上工程结构的省材下、轻质。
24.4.嵌二维声学黑洞声子晶体结构单胞材料组分(α+β+γ)的设计选择较为多样，可以满足工程不同结构、不同减振需求的应用，极大提升了减振结构设计的灵活性。
25.5.嵌二维声学黑洞声子晶体结构除了采用附加设计外，还可以进行一体化y成型设计，且安装极为方便，占用空间较传统附加试结构更小。
26.6.本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构还具有稳定性好、保持结构整体刚度、强度可靠等优点，适合较大尺寸工程结构的减振应用。
27.综上所述，本发明公开的嵌声学黑洞声子晶体减振结构将作为直接附加式、一体成型结构，直接通过(角点)焊接h、胶粘j、一体加工y等方式应用于大型结构设备的板状、梁状结构减振上，通过对单胞结构进行阵列方案的优化设计，包括晶格尺寸l的调节、阵列方向(ax、ay)的调整、阵列数目的优化、单胞内声学黑洞尺寸的设计、声学黑洞中心区域上部c高密度软材料γ的选择，实现对工程结构板、梁(尤其是较大尺寸)类应用场合多种模式振动的有效抑制，且本发明设计相对于传统声学黑洞结构具有结构成型简单、安装方便、结构多方向减振效果显著、结构轻质化水平较高等特点，同时解决了在大尺寸器械设备领域的推广应用问题；
28.此外，与现有结构减振采用变工艺参数、设备整体铺设大量阻尼、设备附加质量以增加局部刚度等技术手段相比，本发明设计结合传统声学黑洞能量聚集原理、声子晶体布拉格散射作用和局部共振机理，优化了传统减振声学黑洞结构设计的不足，大大减轻了工程结构的附加质量重、耗材多、减振收益不明显、减振方案繁琐复杂、减振方向受限等关键难点，给各工程领域解决现实设备设施振动噪声问题提供切实可行的方案。
附图说明
29.为了清楚地说明本发明专利实施或者现有技术中的技术方案，下面将对实施例中需要使用到的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以本发明所提供的附图获得其他的附图。
30.图1为本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构单胞示意图；
31.图2为本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构单胞阵列示意图；
32.图3为本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构声学黑洞区域a尺寸示意图；
33.图4为本发明嵌二维声学黑洞声子晶体结构单胞材料分布示意图；
34.图5为本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构面外附加式安装示意图；
35.图6为本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构一体化y设计示意图；
36.图7为本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构对称叠加d设计示意图；
37.图8为本发明条带状结构(阵列方向只沿着一个方向)嵌声学黑洞声子晶体减振结构基体b材料β互换后减振特性对比；
38.图9为本发明薄板状结构(阵列方向沿着两个正交方向ax、ay)嵌二维声学黑洞声子晶体减振薄板结构不同方向衰减带分布对比示意图；
39.图10为本发明薄板状结构(阵列方向沿着两个正交方向ax、ay)嵌声学黑洞声子晶体减振结构弯曲振动能带结构图。
40.图11为本发明单胞一维阵列嵌二维声学黑洞声子晶体条带状4结构示意图。
41.图12为本发明单胞二维阵列嵌二维声学黑洞声子晶体薄板状结构示意图。
具体实施方式
42.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。
43.本发明的目的是提供一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，结构的具体设计具有多样性，能够针对多种工程应用场合进行详细减振方案设计，同时实现减重、提升稳定性的作用。
44.为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
45.参照图1-图12所示，一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，所述嵌二维声学黑洞1结构以周期阵列的形式嵌入薄板状结构5或条带状结构4中；所述嵌二维声学黑洞1结构与其上部材料γ占据传统声子晶体结构散射体(a+c)位置即准散射体；所述嵌二维声学黑洞1结构材料与其上部材料γ可以进行组合设计，以实现传统声子晶体结构中谐振子的功能；所述嵌二维声学黑洞1声子晶体结构可进行单胞3一维阵列，可用于工程梁结构的减振；所述嵌二维声学黑洞1声子晶体结构可进行单胞3两个方向(ax、ay)阵列，可用于工程板类结构的减振；所述嵌二维声学黑洞1声子晶体结构单胞3内声学黑洞厚度变化严格按照幂指数形式递减。
46.如图1所示，单胞3是代表晶体结构中无限重复的一个基本结构单元(又称原胞)，在晶格理论中，用原胞和基矢(将单胞沿着三个不共面的矢量a、b、c平移，就能得到整个晶体结构，这三个矢量称为晶体结构的基矢)来描述晶体结构的平移周期性，由基矢量线性叠加的矢量rn＝n1a+n2b+n3c(n1、n2、n3均为整数，本发明所述结构由于单胞3阵列方向ax、ay矢量在同一面内，所以只有两个基矢量)称为格矢，由格矢顶点集合构成的空间称为正格子空间，同时根据定义，倒格子空间由倒格矢顶点集合构成，具体定义不再赘述，这里只描述倒格子空间的物理意义：倒格子空间为状态空间，晶体结构中的波的本征值在倒格子空间具有平移周期性，结合bloch定理，我们可以计算响应晶体结构的弹性波能带结构(反映了某一类型声子晶体结构对某一类型弹性波传播的阻碍作用)，并且通过频响曲线验证某一方向振动能量的衰减。
47.如图2所示，单胞3数量一般在同一阵列方向不低于6个，所述嵌二维声学黑洞1声子晶体结构最多两个方向(ax、ay)的阵列形式，且薄板状结构5结构中的阵列方式有正方形阵列、三角形阵列两种。
48.本发明嵌二维声学黑洞1声子晶体结构单胞3材料的分布形式多样，以满足不同场合(高强度、高振幅衰减、低耗材、多方向抑振、高刚度等应用需求)需求，材料组分的差异化设计主要在于散射体部分(a+c)的材料搭配(包括声学黑洞区域a以及声学黑洞上部区域c)，该区域的材料(α+γ)一般需满足高密度、低弹性模量的特性，以贴合局域共振理论的指导，该区域(a+c)材料极低的弹性模量和本身的质量构成了一个谐振子，其中软材料的密度对应振子的质量，弹性模量对应于振子的刚度，局域共振型带隙(能带结构中无任何形式弹
性波的传播模式)是由于基体b材料β中长波行波特性与周期分部的局域谐振子的谐振特性相互耦合作用产生的。
49.本发明嵌二维声学黑洞1声子晶体减振结构单胞3按不同方式阵列，是基于bragg散射型声子晶体带隙形成机理设计，而这一类型弹性波带隙的形成主要是由于相邻单胞3间弹性波的连续耦合相消，结构周期性起着主导作用，且基于该机理设计的声子晶体结构多应用于中高频的减振场合。
50.每个单胞3均由基体部分b、声学黑洞区域a、声学黑洞上部区域c三部分构成，二维声学黑洞1部分厚度变化按照幂律进行裁剪(图3)：h(r)＝(hmax-hmin)(r-r1)m(r
2-r1)-m
+hmin；其中，h(r)表示所述二维声学黑洞1轮廓的厚度；hmax、hmin分别表示声学黑洞区域最厚、最薄部分(中心平台2)厚度；r表示所述二维声学黑洞的半径；m为常数，且m≥2；r1表示所述二维声学黑洞中心平台2的半径；r2表示所述二维声学黑洞区域a直径。
51.三部分材料(图4)按照设计要求进行搭配，其中基体部分b材料弹性模量相对较大，声学黑洞区域a和声学黑洞上部区域c材料(可为空气)可根据需要选用，一般选择低弹性模量、高密度材料。
52.本发明所述嵌声学黑洞声子晶体减振结构共有两种典型设计安装方式：面外附加式安装(图5)、结构一体化设计(包括对称叠加d设计)(图6和图7)；两种方式所采用的嵌二维声学黑洞声子晶体结构可以是单胞一维阵列式或二维阵列式结构；其中，一维阵列式条带状结构4结构可以提供宽频大幅减振效果(图8)，二维阵列式薄板状结构5结构可以提供多方向宽频减振需求(图9)。
53.下面以一个具体实施例详细说明本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构的技术方案：
54.本发明提出的嵌声学黑洞声子晶体减振结构，基于声学黑洞原理、bragg散射机理以及局域共振理论，可以实现多模式振动在宽频范围内的振动衰减，并且在薄板状结构5结构中提供多方向宽频范围减振降噪效果，进一步拓宽了传统声学黑洞产品的应用，具有广阔应用前景。
55.1、嵌二维声学黑洞1声子晶体单胞3组成
56.嵌二维声学黑洞声子晶体单胞3由基体部分b、二维声学黑洞部分a、二维声学黑洞上部区域c三部分构成，其中声学黑洞部分a厚度按照幂律进行裁剪；声学黑洞上部区域c可选择空气填充或其他高密度软材料γ填充；基体部分材料β一般优先选用弹性常数较散射体部分(a+c)硬的材料；
57.单胞3内二维声学黑洞1厚度尺寸按下列方程控制：
[0058][0059]
式中，h(r)表示所述二维声学黑洞1轮廓的厚度；hmax、hmin分别表示声学黑洞区域最厚、最薄部分(中心平台2)厚度；r表示所述二维声学黑洞1的半径；m为常数，且m≥2；r1表示所述二维声学黑洞1中心平台2的半径；r2表示所述二维声学黑洞区域a直径；
[0060]
上述方程描述了应用在条状4或板状5结构中的嵌声学黑洞声子晶体减振结构单胞3厚度的形成规则，通过修改上述方程中的参数，可以调节单胞3内声学黑洞1截面的几何形状以及声学黑洞1的大小。
[0061]
2、嵌声学黑洞声子晶体减振结构减振
[0062]
(1)振动幅值抑制效果
[0063]
2.1条带状结构4结构
[0064]
所述结构通过螺栓固定l或胶粘j接方式固定于小型梁状结构上，附加式结构采用的是单胞3二维阵列(单胞6个)条带状结构4(结构材料组分为铝材+有机玻璃)，通过调节结构材料组分的变化，能够同时实现单一方向、宽频范围内的振动抑制，减少振动噪声的产生，其中，实测响应点最大振幅衰减率(同均质等厚度薄板对比)接近100％，在多个宽频范围内实现有效振动幅值衰减率达到50％以上，振动抑制效果非常显著。
[0065]
所述结构中的二维声学黑洞1尺寸同一维声学黑洞的厚度裁剪，以指数形式递减，并且通过绕尖端旋转的方式形成。
[0066]
本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构还包括声学黑洞区域上部c组分材料γ的设计，通过选取较高密度、较低弹性模量(材质偏软)的材料进行填充，形成局部谐振子，结构中长波行波特性与周期局域谐振子的谐振特性相互耦合，有利于局部共振带隙带形成，拓宽声学黑洞结构在低频范围内的高效应用；该结构由于阵列方向单一，且结构形式较板结构相对简单，因此还可以进行一体化y对称叠加式d设计，如图7所示。
[0067]
频响计算结果分析：
[0068]
(1)宽频范围内振动抑制效果显著
[0069]
在1000hz以内频率范围出现了多个振动衰减带，且各个衰减带内振动幅值衰减达到50％以上；不仅如此，该结构在2500-4000hz范围内也出现了若干较小的振动幅值衰减达到50％以上的频率带，(对于衰减带的定义方式，可根据实际工程需求确定，本试验例结构只统计了衰减率较大的频率响应点数据；若扩大统计范围，降低衰减率的要求，那么图中振动衰减所包含的频率宽度将进一步增大。)
[0070]
(2)多频段振幅衰减率较高
[0071]
从频响数据图可以看出，在有效衰减范围内，出现大面积振动幅值衰减值接近于100％，这表明在响应频率附近(不局限于中高频)，振动能量几乎完全被隔断，而单一声学黑洞结构只对弯曲波产生明显作用；因此，本发明所涉及结构确实结合了声学黑洞以及声子晶体的优势，最大程度发挥其减振降噪功能，实现对多模式振动能量的汇集、耗散。
[0072]
2.2薄板状结构5结构
[0073]
如图5，该结构通过角点焊接h方式固定于大型动设备壁板上，图中的附加式结构采用的是单胞3二维阵列(两个阵列方向ax、ay单胞3的数量均为6个)薄板结构(结构材料均一)，能够同时实现多方向、宽频范围内的振动抑制，减少振动噪声的产生。
[0074]
结构中的二维声学黑洞1尺寸同一维声学黑洞的厚度裁剪，以指数形式递减，并且通过绕尖端旋转的方式形成，其厚度控制方程中的参数a需要通过确定声学黑洞部分的最小厚度h
min
以及声学黑洞部分的最大厚度h
max
的值，再通过坐标点代入的方式求出完整的参数表达式。
[0075]
本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构还包括声学黑洞区域上部c组分材料γ的设计，通过选取较高密度、较低弹性模量(材质偏软)的材料进行填充，形成局部谐振子，结构中长波行波特性与周期局域谐振子的谐振特性相互耦合，有利于局部共振带隙带形成，拓宽声学黑洞结构在低频范围内的高效应用。
[0076]
频响计算结果分析：
[0077]
(1)多方向减振特性
[0078]
从衰减带分布示意图(图9)可看出，二维正方形晶格排列方式的嵌二维声学黑洞1声子晶体薄板结构在不同方向上均有明显的减振效果，这一巨大优势有利于在复杂工程板类结构的减振应用领域发挥建设性作用，可以大大优化减振方案设计，以最简洁、高效的形式设计产品减振方案，极具应用前景；
[0079]
(2)宽频范围内振动衰减
[0080]
图9还反映出该例嵌二维声学黑洞1声子晶体减振板在400hz至1100hz、1250hz至1650hz、1700hz至3000hz的极宽频范围内均有振动衰减带(宽度大于50hz)，因此拓宽了声学黑洞系列产品在结构减振降噪领域的宽频减振应用。
[0081]
该振动衰减带的形成机理更加复杂，但不外于结构周期性和局域共振在低频占据主导作用，以及声学黑洞结构在截止频率(基体中对应波长与二维声学黑洞直径尺寸相当)附近所发挥的调控弯曲波的作用；
[0082]
(3)低频作用效果显著
[0083]
该结构进一步拓宽了声学黑洞系列产品在大尺寸工程设备设施低频减振领域的应用，并且低频减振效果十分显著，再加上结构易于设计、安装便捷、结构稳定性更好等突出优势，未来会成为工程领域大结构减振降噪设计的重要选择。
[0084]
本发明嵌声学黑洞声子晶体减振结构附加质量小、低频耦合振动效果好，基于声子晶体理论的设计让该结构在低频减振应用领域具有极大的应用前景，同时工程应用灵活性较高。
[0085]
本发明提出的嵌声学黑洞声子晶体减振结构结合声学黑洞和声子晶体减振降噪的特性，实现轻质、低频减振特性明显、结构刚度保持较好、应用安装方便、加工成型容易、宽频减振的目的。其中，声学黑洞减振降噪的实现是通过将板材或梁结构的振动能量传递到结构单胞3内abh区域a，实现振动能量的捕获；声子晶体散射体部分(a+c)组分材料(α+γ)的设计是为了结合声子晶体具有的bragg散射机理以及局域共振机理，实现局部行波的连续相干相消，最终实现多重方法减振降噪。
[0086]
以本发明例来看，仅仅对单胞3结构进行一定形式的阵列，就可以实现较好的结构减振效果，而不需要对结构进行复杂的结构设计、结构裁剪过程，更不需要引入更加复杂的主动控制设施，却能实现较宽频率(尤其是工程中极为关注的低频范围)内有效的振动抑制，还同时保持结构较好的刚度、强度要求，因此本发明结构能够在多工程领域发挥重要的减振降噪作用，保持设备设施长期安全、稳定运转。
[0087]
本说明书仅例举部分结构应用，且针对具体个例进行发明原理和实施方式的详细阐述，但由于篇幅限制，以上个例仅用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，其特征在于，所述嵌二维声学黑洞(1)结构以周期阵列的形式嵌入薄板状结构(5)或条带状结构(4)中；所述嵌二维声学黑洞(1)结构与其上部材料γ占据传统声子晶体结构散射体a+c位置即准散射体；所述嵌二维声学黑洞(1)结构材料与其上部材料γ可以进行组合设计，以实现传统声子晶体结构中谐振子的功能；所述嵌二维声学黑洞(1)声子晶体结构可进行单胞(3)一维阵列，可用于工程梁结构的减振；所述嵌二维声学黑洞(1)声子晶体结构可进行单胞(3)两个方向(ax、ay)阵列，可用于工程板类结构的减振；所述嵌二维声学黑洞(1)声子晶体结构单胞(3)内声学黑洞厚度变化严格按照幂指数形式递减。2.根据权利要求1所述的一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，其特征在于，所述嵌二维声学黑洞(1)声子晶体结构单胞(3)按照正方形或三角形晶格类型进行周期阵列，且阵列方向(ax、ay)上不少于6个单胞(3)；单胞(3)内部声学黑洞区域a材料α和其上部区域c材料γ选择与基体b材料β不一致，体现在弹性模量以及密度上。3.根据权利要求2所述的一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，其特征在于，所述嵌二维声学黑洞(1)减振结构中所述黑洞区域a以阵列形式分布于结构中，且所用材料α组分与基体b材料β存在显著差异。4.根据权利要求1所述的一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，其特征在于，所述嵌二维声学黑洞(1)减振结构中变厚度区域严格按照幂指数形式递减，具体表达式为：式中，h(r)表示所述嵌二维声学黑洞(1)轮廓的厚度；hmax、hmin分别表示声学黑洞区域a最厚、最薄部分即中心平台(2)厚度；r表示所述嵌二维声学黑洞(1)的半径；m为常数，且m≥2；r1表示所述嵌二维声学黑洞(1)中心平台(2)的半径；r2表示所述二维声学黑洞区域a直径。5.根据权利要求1所述的一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，其特征在于，所述嵌二维声学黑洞(1)声子晶体减振结构的单胞(3)阵列方式为：条带状结构(4)结构——一维等间距阵列；薄板状结构(5)结构——两个不同方向等间距阵列；且所述嵌二维声学黑洞(1)声子晶体减振结构可以进行对称d设计、一体化y设计在工程结构上直接加工成型。

技术总结
本发明公开一种嵌声学黑洞声子晶体减振结构，涉及减振降噪技术领域，包括单胞一维阵列嵌二维声学黑洞声子晶体条带状结构、单胞二维阵列嵌二维声学黑洞声子晶体薄板状结构，单胞一维阵列嵌二维声学黑洞声子晶体薄板状结构中较易在中低频段出现某一方向完全弯曲带隙，在声学黑洞区域A，弹性波的传播速度随着厚度减小逐渐减小，振动能量在厚度最小的位置聚集。由于嵌二维声学黑洞结构打破了低频振动时大尺寸结构设计，以及其在薄板状结构中多方向、极宽频率范围内的高效振动抑制，在节省材料、保持结构稳定的同时，给工程结构大尺寸设备利用小尺寸嵌二维声学黑洞周期结构进行减振提供了新的启发。振提供了新的启发。振提供了新的启发。


技术研发人员：庄秋阳 何梦 刘泽宇 马少飞 季宏丽
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/10/15