宽频带薄膜型声学超材料隔声性能研究

摘要

针对汽车前围板中低频段隔声性能有待优化对问题,提出一种以“X”形摆臂为中心质量块的薄膜声学超材料结构,使用COMSOL仿真软件中声固耦合模块对其结构整体声传递损失曲线(Sound Transmission Loss,STL)、薄膜表面平均法向位移、等效参数、耦合振动模态以及影响隔声量因素、调控规律进行有限元分析。结果表明:“X”形中心质量块薄膜声学超材料结构具有优异隔声频率带宽及隔声量幅值,带宽接近1332 Hz,隔声量峰值为54 dB;新结构中“X”形摆臂能兼并由四周质量块产生的不连续隔声峰,从而拓宽隔声频带,提高结构整体隔声性能;增大薄膜厚度和预紧力会使STL曲线整体向高频方向移动,增大“X”形摆臂弹性模量仅会使STL曲线第二隔声谷向高频方向产生小范围移动;其与钢板组成的复合结构能有效提高前围板平均隔声量。相关研究拓展了采用薄膜型声学超材料结构进行中低频段噪声治理的工程应用领域。