技术摘要：
本发明提供了一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，通过焊接或胶接穿孔上面板、蜂窝层芯、下面板，形成多个蜂窝共振腔单元，并在蜂窝共振腔单元的侧壁和底面上粘贴阻尼内衬层，改善了结构的声阻抗特性，提高了结构的低频吸声性能。轻质蜂窝夹层板结构在实现良好  全部
背景技术：
声学超材料是一种人工周期性复合结构，具有不同于天然材料的超常规声学特 性，如声聚焦、负折射、单向透射、声隐身等。此外，深亚波长尺度结构对低频声波的完美吸 收也是声学超材料的重要特殊性质之一。在空气声学中，通过空间缠绕或层级穿孔的结构 设计，可以实现基于亥姆霍兹共振原理的完美吸收。通过具有不同几何参数的多个单元的 并行连接，其中一些结构也表现出宽频带吸收能力。但在水声学中，由于水的近似不可压缩 性和相对较小的粘性，依赖于空气的粘性能量耗散的超材料将不再适用。此外，在相同频率 下，水中的声波波长是空气的4倍以上，这使得通过小尺寸结构实现低频的完全吸收变得更 加困难。而传统的水下吸声材料/结构，例如具有周期性排布的空腔的吸声覆盖层、局域共 振型声子晶体、阻抗渐变型吸声覆盖层等材料/结构，其基体大多为橡胶或聚氨酯，实际工 作时需粘贴在水下装备的钢制外壳上，一方面增加了结构重量，另一方面承载性能较差，在 深水载荷作用下易发生变形，从而削弱其吸声性能。综合来看，上述结构普遍存在低频吸声 性能不佳、质量较重、承载性能差的问题。
技术实现要素：
本发明为了解决现有技术的问题，提供一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超 材料，解决传统水下吸声结构在普遍存在低频吸声性能不佳、质量较重、承载性能差的问 题。 本发明采用以下技术方案： 一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，包括穿孔上面板、蜂窝层芯、阻尼内衬 层和下面板，穿孔上面板、蜂窝层芯、下面板通过焊接或胶接相连，阻尼内衬层粘贴于每一 个蜂窝共振腔单元的侧壁和底面上，形成一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料。 本发明一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔板水下吸声超材料，通过焊接或胶接穿孔上面 板、蜂窝层芯、下面板，形成多个蜂窝共振腔单元，并在蜂窝共振腔单元的侧壁和底面上粘 贴阻尼内衬层，改善了结构的声阻抗特性，提高了结构的低频吸声性能。轻质蜂窝夹层板结 构在实现良好的低频水下吸声性能的前提下，减轻了结构重量，保证了结构承载性能。 进一步的，穿孔上面板由结构钢制成，上面周期性的开有小孔，结构钢的应用使结 构具有良好的承载性能。 进一步的，穿孔上面板上每一个小孔对应蜂窝层芯结构中的一个蜂窝共振腔单 元，穿孔的设置将使蜂窝单元内部与外部连通，水通过穿孔流入蜂窝单元内部，形成亥姆霍 兹共振腔。 进一步的，穿孔的直径为2~4mm，形状为圆形、三角形、方形、花瓣形或不规则形，穿 3 CN 111739502 A 说　明　书 2/4 页 孔的直径决定了穿孔内水柱的直径，通过调节穿孔直径可以改变结构的亥姆霍兹共振特 性，从而调节结构的吸声性能。 进一步的，穿孔上面板的厚度为2~5mm，上面板的厚度一方面决定了穿孔内水柱的 高度，控制着结构的共振吸声特性，另一方面可以调节结构的承载性能。 具体的，蜂窝层芯由结构钢制成，形状为方形蜂窝、圆形蜂窝、三角形蜂窝、六方蜂 窝或多尺寸多形状的混杂蜂窝，蜂窝层芯用于承受压缩载荷，此外，蜂窝壁将结构分割为多 个单元，可以实现不同单元的差异化尺寸设计，形成多个共振频率，增加结构的吸声带宽。 进一步的，蜂窝内边长为25~40mm，蜂窝腔体作为亥姆霍兹共振腔，起到了声容的 作用，通过调整蜂窝内边长，可以控制结构的峰值吸声频率。 进一步的，蜂窝层芯的厚度为30mm~50mm，蜂窝层芯的厚度决定了共振腔体的尺 寸，改变蜂窝层芯厚度可以调整结构的吸声频带。 具体的，阻尼内衬层由橡胶或聚氨酯等粘弹性材料制成，粘贴于每一个蜂窝共振 腔单元的侧壁和底面上，阻尼内衬层的粘贴为蜂窝共振腔提供了额外的声阻和声容，改善 了结构的阻抗特性，有利于实现结构的低频水下吸声。 进一步的，阻尼内衬层厚度为1mm~4mm，阻尼内衬层的厚度决定了额外增加的声阻 和声容的大小，对结构的声阻抗特性会产生影响，通过合理设计可以实现特定频率的优异 吸声效果。 本发明有益效果在于： 1、具有优异的低频吸声性能。本发明试件在0~1000Hz的一定范围内，吸声系数可以达 到0.5以上，半吸声带宽可达到50%以上。部分位置的吸声峰值可达到0.99以上，实现了完美 吸声，厚度仅为相应的完美吸声波长的1/102~1/62，是一种深亚波长水下吸声结构。 2、具有良好的承载性能和轻量化性能。本发明的穿孔上面板、蜂窝层芯、下面板共 同组成了轻质蜂窝夹层板结构，该结构具有良好的耐压性能、抗弯性能，是一种承载、轻量 化的多功能结构。 3、具有更多的可调参数和变量。本发明中的穿孔直径、穿孔上面板厚度、蜂窝层芯 高度、蜂窝内边长、阻尼内衬层厚度等均为可调参数，可以根据具体的使用场景，如对承载 性能的要求或对声学性能的要求合理的进行选择调整。 4、结构简单，易于制造。 附图说明 图1为本发明水下吸声结构结构示意图，其中，（a）为一种阻尼内衬六方蜂窝穿孔 板水下吸声超材料示意图，（b）为一个蜂窝共振腔单元结构示意图； 图2为本发明三个实施例在0~1000Hz内的吸声系数示意图。 其中：1.穿孔上面板；2.蜂窝层芯；3.阻尼内衬层；4.下面板。