【技術實現步驟摘要】
本公開總體上涉及用于汽車、航空航天、建筑和其它應用中的具有增強的沖擊、噪聲吸收和絕緣特性的單元體(unit?cell)和結構面板組件。單元體和結構面板組件結合了能夠通過增材制造、模制和其他技術實現的準零剛度(qzs)結構、散射聲子晶體(spcs)和局部共振聲子晶體(lrpcs)。
技術介紹
1、在設計汽車、航空航天、建筑和其他結構時，沖擊可承受性和噪音衰減是重要的考慮因素。傳統結構通常努力承受高強度沖擊或突然載荷而不遭受重大損壞。這能夠導致安全隱患、結構失效和維護成本增加。為了避免這種情況，這種結構通常需要制造得不必要的沉重和笨重，這是低效的。此外，噪音污染是各種行業和日常環境中普遍存在的問題。過多的噪音會對人類健康、生產力和生活質量產生不利影響。傳統的降噪方法，如隔音屏障和絕緣材料，在有效衰減特定頻率范圍方面可能存在局限性。
2、結構需要承受沖擊而不造成重大損害，這是一個長期關注的問題，特別是在例如汽車、航空航天和建筑等行業。因此，通常使用剛性結構，這通常導致沖擊時的高程度損壞。隨著時間的推移，研究人員和工程師已經探索了使用具有改進的抗沖擊性的材料，如高強度合金、復合材料和能量吸收泡沫。這些材料提供了一些改進，但并不總是足以防止損壞或確保結構的安全。最近，qzs結構的概念已經作為有效吸收和耗散沖擊能量的有前途的方法應運而生。
3、同樣，減輕噪音的傳統方法包括使用隔音屏障、隔音材料和被動阻尼系統。雖然這些方法能夠提供一定水平的降噪，但它們在有效衰減特定頻率范圍或選擇性地針對特定噪聲源方面通常具有局限性。此
4、此背景僅作為說明性環境情形提供，不應被解釋為以任何方式進行限制。對于本領域普通技術人員來說明顯的是，本公開的原理和概念可以同樣但不限于在其他環境情形中實施。
技術實現思路
1、本公開總體上涉及用于汽車、航空航天、建筑和其它應用中的具有增強的沖擊、噪聲吸收和絕緣特性的單元體和結構面板組件。單元體和結構面板組件結合了能夠通過增材制造、模制和其他技術實現的qzs結構、spc和lrpc。這為在各種應用中增強沖擊可承受性和噪音衰減提供了一種改進的方法。
2、在一個說明性實施例中，本公開提供了一種單元體組件，包括：與內框架構件隔開的外框架構件；布置在內框架構件與外框架構件之間的多個qzs彈簧構件；布置在內框架構件與外框架構件之間的聲子晶體；以及布置在內框架構件和外框架構件中的一個或多個與聲子晶體之間的多個lrpc彈簧構件。外框架構件是允許聲波通過外框架構件穿透到單元體組件中的開放式框架構件。內框架構件是封閉式框架構件，所述封閉式框架構件包括對聲波通過所述內框架構件從所述單元體組件傳出的傳播進行衰減的屏障材料。聲子晶體是用作用于衰減單元體組件內的高頻聲波的spc的盤。聲子晶體是作為用于lrpc彈簧構件的振動質量的盤，lrpc彈簧構件的振動質量用于通過振動將低頻聲波轉換為熱能來衰減單元體組件內的低頻聲波。可選地，多個qzs彈簧構件布置在內框架構件和外框架構件的頂點處。可選地，多個lrpc彈簧構件布置在多個qzs彈簧構件之間。多個lrpc彈簧構件布置在聲子晶體與外框架構件之間。多個lrpc彈簧構件各自以傾斜角度布置在聲子晶體與內框架構件和外框架構件中的一個或多個之間。通過增材制造技術和模制技術中的一種或多種形成單元體組件。
3、在另一說明性實施例中，本公開提供了一種結構面板組件，其包括單元體組件的陣列。每個單元體組件包括：與內框架構件隔開的外框架構件；布置在內框架構件與外框架構件之間的多個qzs彈簧構件；布置在內框架構件與外框架構件之間的聲子晶體；以及布置在聲子晶體與內框架構件和外框架構件中的一個或多個之間的多個lrpc彈簧構件。外框架構件是允許聲波通過外框架構件穿透到單元體組件中的開放式框架構件。內框架構件是封閉式框架構件，所述封閉式框架構件包括對聲波通過所述內框架構件從所述單元體組件傳出的傳播進行衰減的屏障材料。聲子晶體是用作用于衰減單元體組件內的高頻聲波的spc的盤。聲子晶體是作為用于lrpc彈簧構件的振動質量的盤，lrpc彈簧構件的振動質量用于通過振動將單元體組件內的低頻聲波轉換為熱能來衰減低頻聲波。多個lrpc彈簧構件各自以傾斜角度布置在聲子晶體與內框架構件和外框架構件中的一個或多個之間。單元體組件的陣列是水平布置的單元體組件的陣列和豎直布置的單元體組件的陣列中的一種或兩種，并且單元體組件的陣列通過增材制造技術和模制技術中的一種或多種形成。單元體組件的陣列布置在車輛結構的內面板和外面板之間。
4、在另一說明性實施例中，本公開提供了一種用于形成單元體組件的方法，該方法包括以下步驟：提供與內框架構件隔開的外框架構件；提供被布置在內框架構件與外框架構件之間的多個qzs彈簧構件；提供被布置在內框架構件與外框架構件之間的聲子晶體；以及提供被布置在聲子晶體與內框架構件和外框架構件中的一個或多個之間的多個lrpc彈簧構件；所述提供步驟包括使用增材制造技術和模制技術中的一種或多種。外框架構件是允許聲波通過外框架構件穿透到單元體組件中的開放式框架構件，并且內框架構件是封閉式框架構件，所述封閉式框架構件包括對聲波通過所述內框架構件從所述單元體組件傳出的傳播進行衰減的屏障材料。聲子晶體是用作用于衰減單元體組件內的高頻聲波的spc的盤，并且用作用于lrpc彈簧構件的振動質量的盤，lrpc彈簧構件的振動質量用于通過振動將低頻聲波轉換為熱能來衰減單元體組件內的低頻聲波。所述方法還包括將所述單元體組件以與多個其他單元體組件中的一個或多個水平和豎直相鄰地布置以形成單元體組件的陣列，從而形成結構面板組件。
5、對于本領域普通技術人員來說明顯的是，這里提供的任何說明性實施例的元件可以與任何其他說明性實施例一起使用，但不限于此。
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1.一種單元體組件，包括：
2.如權利要求1所述的單元體組件，其中所述外框架構件是允許聲波通過所述外框架構件穿透到所述單元體組件中的開放式框架構件；和/或
3.如權利要求1或2所述的單元體組件，其中所述聲子晶體是用作用于衰減所述單元體組件內的高頻聲波的散射聲子晶體(SPC)的盤；或
4.如權利要求1或2所述的單元體組件，其中：
5.如權利要求1或2所述的單元體組件，其中所述多個LRPC彈簧構件各自以傾斜角度布置在所述內框架構件和外框架構件中的一個或多個與所述聲子晶體之間；和/或
6.一種結構面板組件，其包括如權利要求1-5中任一項所述的單元體組件的陣列。
7.如權利要求6所述的結構面板組件，其中所述單元體組件的陣列是水平布置的單元體組件的陣列和豎直布置的單元體組件的陣列中的一種或兩種，并且其中所述單元體組件的陣列通過增材制造技術和模制技術中的一種或多種形成；和/或
8.一種用于形成單元體組件的方法，所述方法包括以下步驟：
9.如權利要求8所述的方法，其中所述外框架構件是允許聲波通過所述
10.根據權利要求8或9所述的方法，還包括將所述單元體組件以與多個其他單元體組件中的一個或多個水平或豎直地相鄰的方式布置，以形成構成結構面板組件的單元體組件陣列。
...【技術特征摘要】
1.一種單元體組件，包括：
2.如權利要求1所述的單元體組件，其中所述外框架構件是允許聲波通過所述外框架構件穿透到所述單元體組件中的開放式框架構件；和/或
3.如權利要求1或2所述的單元體組件，其中所述聲子晶體是用作用于衰減所述單元體組件內的高頻聲波的散射聲子晶體(spc)的盤；或
4.如權利要求1或2所述的單元體組件，其中：
5.如權利要求1或2所述的單元體組件，其中所述多個lrpc彈簧構件各自以傾斜角度布置在所述內框架構件和外框架構件中的一個或多個與所述聲子晶體之間；和/或
6.一種結構面板組件，其包括如權利要求1-5中任一項所述的單元體組件的陣列。
7.如權利要求6所述的結構面板組件，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：K·德希穆克，A·薩多夫斯卡，D·阿龍松，J·尼爾松，S·斯特爾巴克，
申請(專利權)人：沃爾沃汽車公司，
類型：發明
國別省市：
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