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中心最新专利:一种金字塔型点阵增强空腔型水下吸声结构获授权国家发明专利

作者: 访问量:213时间:2021-07-10

声波是目前唯一能够在水下远距离传输信息的有效通信方式,因此对于水下航行器来说,振动和噪声问题时刻威胁着其隐身性能,这也就使得水下减振降噪结构设计成为了一个重大工程问题。目前来说,以粘弹性材料为基体的Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体作为两种典型的水下吸声结构,近年来得到了广泛的研究与应用。然而,水下航行器的工作环境逐渐向着大潜深的方向发展,这对水下吸声结构的耐高静水压性能提出了更高的要求。对于传统的Alberich型吸声覆盖层或局域共振型声子晶体来说,静水压力会使得结构发生较大的变形,从而造成吸声性能降低乃至失效。

为解决这一问题,卢天健教授课题组将具有优异力学承载性能的金字塔型点阵增强夹层结构和具有优异水下吸声性能的Alberich型吸声覆盖层相结合,提出了一种金字塔型点阵增强空腔型水下吸声结构。其中,金字塔型点阵增强夹层板采用轻质、高强的树脂基碳纤维复合材料进行制造,夹层中内嵌空腔的填充材料选用硅橡胶或聚氨酯等具有高阻尼的粘弹性材料进行制造。声学模拟结果显示,该结构能够在数千赫兹范围内获得优异的水下吸声性能。力学计算结果显示,该结构的压缩模量可达到数百兆帕。分析表明,金字塔型点阵增强夹层结构的引入能够抵御数百米的潜深下的静水压力,有效的削弱了结构变形,使该结构在大潜深下仍能维持优异的水下吸声性能。该结构具有吸声、承载和轻量化一体化的多功能性能,其提出对于解决大潜深工况下的水下大型装备减振降噪问题具有重要意义。

上述研究成果以“一种金字塔型点阵增强空腔型水下吸声结构”为题获授权国家发明专利。专利第一单位为南京航空航天大学,第一发明人为卢天健教授,第一学生发明人为卢天健教授指导的硕士生段明宇。


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