用于降低結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的領(lǐng)域總體涉及振動(dòng)和噪聲降低，并且更特別地涉及用于阻尼飛行器或車輛結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和通過飛行器或車輛結(jié)構(gòu)的聲傳播的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]許多結(jié)構(gòu)要承受來自各種源的結(jié)構(gòu)傳播的振動(dòng)(structure-borne vibrat1ns)和噪聲。舉一個(gè)例子，飛行器和車輛結(jié)構(gòu)通常包括發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行期間產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這樣的結(jié)構(gòu)通常還要承受其它振動(dòng)和/或聲源，諸如由空氣動(dòng)力生成的振動(dòng)和/或聲源。結(jié)果，許多這樣的結(jié)構(gòu)包括意在抑制結(jié)構(gòu)傳播的振動(dòng)和噪聲防止到達(dá)客艙的系統(tǒng)。然而，至少一些這樣的系統(tǒng)需要用于阻尼結(jié)構(gòu)傳播的振動(dòng)并吸收噪聲的單獨(dú)的裝置。
[0003]例如，至少一些已知的飛行器和車輛結(jié)構(gòu)設(shè)置有被約束層阻尼裝置，其中振動(dòng)阻尼材料層(諸如橡膠或聚氨酯片)的一側(cè)聯(lián)接到結(jié)構(gòu)表面，而相反側(cè)聯(lián)接到約束層。對(duì)于阻尼層中的任何位置的振動(dòng)變形，約束層引起阻尼層內(nèi)的在平行于結(jié)構(gòu)表面的方向上的剪切變形。引起阻尼層的剪切變形相應(yīng)地耗散一部分振動(dòng)能。然而，這樣的已知的被約束層阻尼裝置提供了隨著振動(dòng)頻率和環(huán)境溫度而顯著變化的阻尼，并且很少會(huì)吸收空氣傳播的噪聲。一些已知的被約束層阻尼裝置使用粘彈性泡沫阻尼層來改進(jìn)針對(duì)有效阻尼的頻率和溫度范圍，但這樣的裝置仍僅在平行于結(jié)構(gòu)表面的阻尼層中引起剪切變形的程度上耗散能量。
[0004]而且，至少一些已知的飛行器和車輛結(jié)構(gòu)設(shè)置有熱聲越(thermal-acousticblankets)，熱聲毯定位在客艙的結(jié)構(gòu)和面板之間。所述毯包括諸如玻璃纖維或輕質(zhì)開孔泡沫等材料，該材料吸收空氣傳播的噪聲。然而，這樣的已知的毯對(duì)結(jié)構(gòu)傳播的振動(dòng)所提供的阻尼很少。
[0005]另外，至少一些已知結(jié)構(gòu)使用具有內(nèi)置致動(dòng)器的吸音泡沫，有時(shí)被稱為“智能泡沫”。這樣的已知智能泡沫裝置包括具有平坦基部和相對(duì)弓形上表面的輕質(zhì)泡沫層。平坦基部聯(lián)接到所述結(jié)構(gòu)，而弓形表面聯(lián)接到薄壓電薄膜。為了補(bǔ)充由泡沫提供的噪聲吸收，壓電薄膜被主動(dòng)控制用以膨脹和收縮泡沫來產(chǎn)生抵消噪聲的聲波。然而，與結(jié)構(gòu)表面垂直的大部分(如果不是所有的)泡沫變形由壓電薄膜主動(dòng)引起，以生成抵消噪聲的聲波。而且，泡沫受其能力被選擇來為單薄壓電薄膜的主動(dòng)受控振動(dòng)提供彈性支撐基礎(chǔ)并吸收聲能。所以，引起泡沫變形并不會(huì)耗散來自結(jié)構(gòu)傳播的振動(dòng)的大量振動(dòng)能。另外，壓電薄膜和主動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)于降噪裝置產(chǎn)生(例如來自輔助控制部件的)額外的成本、重量和復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)方面，提供了一種用于結(jié)構(gòu)面板的共軛阻尼器。所述共軛阻尼器包括約束片，該約束片在第一邊緣和第二邊緣之間延伸。所述第一邊緣和所述第二邊緣均至少部分地聯(lián)接到所述結(jié)構(gòu)面板的第一表面。該共軛阻尼器還包括阻尼層，該阻尼層聯(lián)接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述阻尼層在與第一表面大致垂直的方向上的厚度相對(duì)于基線狀態(tài)減小。所述阻尼層包括粘彈性材料。
[0007]在另一方面，提供了一種結(jié)構(gòu)面板。所述結(jié)構(gòu)面板包括第一表面以及聯(lián)接到所述第一表面的至少一個(gè)共軛阻尼器。所述至少一個(gè)共軛阻尼器包括約束片，該約束片在第一邊緣和第二邊緣之間延伸。所述第一邊緣和所述第二邊緣均至少部分地聯(lián)接到所述第一表面。該共軛阻尼器還包括阻尼層，該阻尼層聯(lián)接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述阻尼層在與所述第一表面大致垂直的方向上的厚度相對(duì)于基線狀態(tài)減小。所述阻尼層包括粘彈性材料。
[0008]在另一方面，提供了一種降低結(jié)構(gòu)面板中的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲傳播的方法。所述方法包括:將約束片的第一邊緣至少部分地聯(lián)接到所述結(jié)構(gòu)面板的第一表面；以及將所述約束片的第二邊緣至少部分地聯(lián)接到所述第一表面。所述方法還包括:提供具有粘彈性材料的阻尼層；以及將所述阻尼層聯(lián)接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述阻尼層在與所述第一表面大致垂直的方向上的厚度相對(duì)于基線狀態(tài)減小。
[0009]進(jìn)一步地，本公開包括根據(jù)以下條款的實(shí)施方式:
[0010]條款1.一種用于結(jié)構(gòu)面板的共軛阻尼器，所述共軛阻尼器包括:
[0011]約束片，該約束片在第一邊緣和第二邊緣之間延伸，其中所述第一邊緣和所述第二邊緣均至少部分地聯(lián)接到所述結(jié)構(gòu)面板的第一表面；和
[0012]阻尼層，該阻尼層聯(lián)接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述阻尼層在與所述第一表面大致垂直的方向上的厚度相對(duì)于基線狀態(tài)減小，所述阻尼層包括粘彈性材料。
[0013]條款2.根據(jù)條款I(lǐng)所述的共軛阻尼器，其中，當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于所述壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述第一邊緣和所述第二邊緣之間的第二距離增加。
[0014]條款3.根據(jù)條款I(lǐng)所述的共軛阻尼器，其中，所述粘彈性材料包括聚醚型聚氨酯泡沫。
[0015]條款4.根據(jù)條款I(lǐng)所述的共軛阻尼器，其中，所述粘彈性材料包括開孔三聚氰胺泡沫。
[0016]條款5.根據(jù)條款I(lǐng)所述的共軛阻尼器，其中，所述約束片包括彈性材料片。
[0017]條款6.根據(jù)條款I(lǐng)所述的共軛阻尼器，其中，所述約束片包括鋁。
[0018]條款7.根據(jù)條款I(lǐng)所述的共軛阻尼器，其中，所述約束片包括多個(gè)穿孔，各穿孔均延伸穿過所述約束片，所述多個(gè)穿孔具有合適的尺寸和間距，以便于聲波穿過所述約束片進(jìn)入所述阻尼層。
[0019]條款8.—種用于飛行器的結(jié)構(gòu)面板，所述結(jié)構(gòu)面板包括:
[0020]第一表面；以及
[0021]聯(lián)接到所述第一表面的至少一個(gè)共軛阻尼器，所述至少一個(gè)共軛阻尼器包括:
[0022]約束片，該約束片在第一邊緣和第二邊緣之間延伸，其中所述第一邊緣和所述第二邊緣均至少部分地聯(lián)接到所述第一表面；和
[0023]阻尼層，該阻尼層聯(lián)接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述阻尼層在與所述第一表面大致垂直的方向上的厚度相對(duì)于基線狀態(tài)減小，所述阻尼層包括粘彈性材料。
[0024]條款9.根據(jù)條款8所述的結(jié)構(gòu)面板，其中，當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于所述壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述第一邊緣和所述第二邊緣之間的第二距離增加。
[0025]條款10.根據(jù)條款8所述的結(jié)構(gòu)面板，其中，所述粘彈性材料包括聚醚型聚氨酯泡沫。
[0026]條款11.根據(jù)條款8所述的結(jié)構(gòu)面板，其中，所述粘彈性材料包括開孔三聚氰胺泡沫。
[0027]條款12.根據(jù)條款8所述的結(jié)構(gòu)面板，其中，所述約束片包括彈性材料片。
[0028]條款13.根據(jù)條款8所述的結(jié)構(gòu)面板，其中，所述約束片包括薄的鋁片。
[0029]條款14.根據(jù)條款8所述的結(jié)構(gòu)面板，其中，所述約束片包括多個(gè)穿孔，各穿孔均延伸穿過所述約束片，所述多個(gè)穿孔具有合適的尺寸和間距，以便于聲波穿過所述約束片進(jìn)入所述阻尼層。
[0030]條款15.—種降低結(jié)構(gòu)面板的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲傳播的方法，所述方法包括:
[0031]將約束片的第一邊緣至少部分地聯(lián)接到所述結(jié)構(gòu)面板的第一表面；
[0032]將所述約束片的第二邊緣至少部分地聯(lián)接到所述第一表面；
[0033]提供具有粘彈性材料的阻尼層；以及
[0034]將所述阻尼層聯(lián)接在所述約束片和所述第一表面之間，使得當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述阻尼層在與所述第一表面大致垂直的方向上的厚度相對(duì)于基線狀態(tài)減小。
[0035]條款16.根據(jù)條款15所述的方法，其中，分別將所述約束片的所述第一邊緣和所述第二邊緣至少部分地聯(lián)接到所述第一表面的步驟進(jìn)一步包括:將所述第一邊緣和所述第二邊緣至少部分地聯(lián)接到所述第一表面，使得當(dāng)所述結(jié)構(gòu)面板處于所述壓縮變形狀態(tài)時(shí)，所述第一邊緣和所述第二邊緣之間的第二距離增加。
[0036]條款17.根據(jù)條款15所述的方法，其中，所述提供具有粘彈性材料的所述阻尼層的步驟進(jìn)一步包括:提供具有聚醚型聚氨酯泡沫材料的所述阻尼層。
[0037]條款18.根據(jù)條款15所述的方法，其中，所述提供具有粘彈性材料的所述阻尼層的步驟進(jìn)一步包括:提供具有開孔三聚氰胺泡沫材料的所述阻尼層。
[0038]條款19.根據(jù)條款15所述的方法，其中，分別將所述約束片的所述第一邊緣和所述第二邊緣至少部分地聯(lián)接到所述第一表面的步驟進(jìn)一步包括:使用粘合劑將所述第一邊緣和所述第二邊緣至少部分地聯(lián)接到所述第一表面。
[0039]條款20.根據(jù)條款15所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括:提供均延伸穿過所述約束片的多個(gè)穿孔，其中