【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水下吸聲復合結構領域，具體涉及一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構。
技術介紹
1、水下吸聲材料是一類特殊的聲學材料，可以用于吸收目標頻段范圍內的聲波，以減少反射的聲波，進而避免被聲納探測系統發現。水下吸聲材料主要基體材料是粘彈性材料，粘彈性材料是一種具有粘性和彈性特性的復合材料，它能夠通過內部的粘性損耗和彈性變形來消耗聲能。當聲波穿過粘彈性材料時，材料內部的分子鏈會相互摩擦，產生內耗，從而將聲能轉化為熱能。但是，粘彈性材料耗散聲能的效率取決于其厚度以及聲波波長，厚度較小或聲波波長較長時，聲能耗散的效率較低，所以，在有限厚度下實現低頻聲波的吸聲是一個很大的挑戰。
2、為了解決在有限厚度下對低頻聲波的吸收，比較成熟的方法是在粘彈性材料中添加密度較大的局域振子或設計亥姆霍茲諧振器。采用局域振子的局域共振器吸聲層，可以在實現在共振頻率處實現很好的吸聲效果，但缺點是局域共振器個振子之間的耦合機理較為復雜，很難實現寬帶吸聲效果；亥姆霍茲諧振器是由一個封閉的空腔和一個與之相連的狹窄通道組成。當聲波的頻率與共振腔的自然頻率相匹配時，聲波會在腔體內產生共振，從而增強能量的吸收，但承壓能力較差。所以，盡管水下吸聲材料的設計以取得較大的進展，但對于有限厚度下實現高效耐壓的低頻吸聲性能仍是一個待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，用于解決傳統水下消聲覆蓋層低頻吸聲性能
2、為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、本專利技術提供的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，包括呈陣列排布的多個元胞，所述元胞包括具有空腔的三棱柱體，所述三棱柱體的頂板上開設有開孔，所述開孔內嵌有管道，所述管道內嵌有支柱。
4、優選地，所述三棱柱體的內壁上設置有一層粘彈性材料。
5、優選地，所述粘彈性材料的厚度為1~8?mm。
6、優選地，所述管道與頂板的下表面連接。
7、優選地，所述管道與頂板的下表面通過焊接或膠接連接。
8、優選地，所述支柱與三棱柱體的底板上表面連接。
9、優選地，所述支柱與三棱柱體的底板上表面通過焊接或膠接連接。
10、優選地，所述開孔、管道和支柱同軸布置。
11、優選地，所述三棱柱體的壁厚為0.5~4?mm，三棱柱體的高度為40~60?mm，三棱柱體的每個壁面的寬度為40~60?mm。
12、優選地，所述管道的長度小于三棱柱體的高度。
13、與現有技術相比，本專利技術至少具有以下有益效果：
14、本專利技術提供的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，在底板上開有若干三棱柱壁面，三棱柱壁面上覆蓋一層粘彈性材料，頂板是穿孔板并與管道連接，管道內設置有同軸的支柱，形成具有環形內插管的亥姆霍茲共振器。當聲波的頻率與共振腔的自然頻率相匹配時，聲波會在腔體內產生共振，覆蓋在三棱柱壁面上的粘彈性材料在聲波作用下產生壓縮振動，粘彈性材料內部的分子鏈會相互摩擦，產生內耗，將大量聲能轉化為熱能，實現聲波的吸收；另一方面，在共振頻率激勵下，環形內嵌管道內的流體會產生沿著管道軸向的往復運動，在水的粘滯阻力作用下，將聲能轉化為熱能，實現聲能耗散。除此之外，支柱的下表面與底板連接，支柱的上表面與頂板上表面共面，當水下消聲層受到壓力載荷時，支柱可以分擔一部分的壓力，提升了結構的承載性能。
15、進一步的，頂板的厚度為2~4?mm，可以保證在激勵頻率作用下，頂板的剛度使頂板不隨著粘彈性材料一起振動。
16、進一步的，粘彈性材料覆蓋層的厚度與管道的直徑和長度相關，兩者之間相互配合從而實現良好的吸聲性能。
17、進一步的，為了保證結構具有足夠的吸聲能力，三棱柱壁面的高度為40~60?mm。
18、綜上所述，本專利技術可用于制造水下消聲覆蓋層，具有優異的低頻水下吸聲性能以及良好的承壓能力，結構參數和材料參數具有很大的可調性，可根據實際工況需求進行選擇，具有廣泛的工程應用前景。
19、下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。
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1.一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，包括呈陣列排布的多個元胞，所述元胞包括具有空腔的三棱柱體，所述三棱柱體的頂板上開設有開孔，所述開孔內嵌有管道，所述管道內嵌有支柱。
2.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述三棱柱體的內壁上設置有一層粘彈性材料。
3.根據權利要求2所述的粘彈性材料內襯的亥姆霍茲腔水下吸聲結構，其特征在于，所述粘彈性材料的厚度為1~8?mm。
4.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述管道與頂板的下表面連接。
5.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述管道與頂板的下表面通過焊接或膠接連接。
6.根據權利要求1所述的一具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述支柱與三棱柱體的底板上表面連接。
7.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述支柱與三棱柱體的底板上表面通過焊接或膠接連接。
8.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述開孔、管道和支柱同軸布置。
9.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述三棱柱體的壁厚為0.5~4?mm，三棱柱體的高度為40~60?mm，三棱柱體的每個壁面的寬度為40~60?mm。
10.根據權利要求1所述的粘彈性材料內襯的亥姆霍茲腔水下吸聲結構，其特征在于，所述管道的長度小于三棱柱體的高度。
...【技術特征摘要】
1.一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，包括呈陣列排布的多個元胞，所述元胞包括具有空腔的三棱柱體，所述三棱柱體的頂板上開設有開孔，所述開孔內嵌有管道，所述管道內嵌有支柱。
2.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述三棱柱體的內壁上設置有一層粘彈性材料。
3.根據權利要求2所述的粘彈性材料內襯的亥姆霍茲腔水下吸聲結構，其特征在于，所述粘彈性材料的厚度為1~8?mm。
4.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述管道與頂板的下表面連接。
5.根據權利要求1所述的一種具有環形內插管多功能三角格柵水下吸聲結構，其特征在于，所述管道與頂板的下表面通過焊接或膠接連接。
【專利技術屬性】
技術研發人員：辛鋒先，李明，蔡儲祥，王嘯塵，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：
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