一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹了一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法，它包括步驟：1）復合材料板的沖孔以及質量塊的切削加工；2）粘結材料的表面處理；3）在復合纖維層和質量塊的安裝固定。本發(fā)明的方法制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板分為聲學超材料板中間層、聲學超材料板復合層以及聲學超材料板質量塊。其中，聲學超材料板中間層由粘彈性薄膜組成；聲學超材料板復合層分為上、下兩部分；聲學超材料板質量塊一般為金屬，分布于阻尼層上、下表面。本發(fā)明具有較強的整體性，便于布置、安裝，可用于低頻振動與噪聲的隔離和控制；而且可對缺陷態(tài)結構聲學超材料板的聲學禁帶及波導進行選頻設計，具有很好的適用范圍。
【專利說明】
一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于振動噪聲控制和功能復合材料的交叉領域，尤其是一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]缺陷態(tài)結構聲學超材料板由于其在低頻范圍內優(yōu)異的禁帶及波導特性，可敷設于汽車、列車、飛機、艦船等設備中以衰減、阻礙及控制低頻振動和噪聲，旨在改善設備的乘坐舒適性以及保證駕乘人員的健康與安全。現(xiàn)目前的研究中，缺陷態(tài)結構聲學超材料板由開有陣列孔的多層板體與安裝于孔中間的質量塊制成，其開孔陣列形式、板體層數(shù)與組分以及質量塊安裝形式等也各不相同。例如，梁森等人的發(fā)明專利“粘彈性阻尼材料及嵌入式共固化阻尼復合材料制作工藝(專利號201410188502.1)”以及李志勇等人的發(fā)明專利“汽車阻尼板及其制作方法(專利號201210336552.0)”等。但是，現(xiàn)目前的缺陷態(tài)結構聲學超材料板仍然存在制作成本較高的問題，同時對于低頻振動的隔離效果也存在不足，因此需要一種高效、經濟的缺陷態(tài)結構聲學超材料板制造方法。
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【發(fā)明內容】
[0005]針對現(xiàn)有技術中的上述不足，本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)目前的缺陷態(tài)結構聲學超材料板在制作時存在制作效率低、成本高的問題，而提供一種具有高經濟性的缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案:一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
1)復合材料板的沖孔以及質量塊的切削加工:選用大密度的金屬材料，通過切削加工出質量塊一和質量塊二;選用復合纖維材料按結構陣列形式沖孔制得復合纖維層一和復合纖維層二;選用阻尼材料按晶胞結構形狀進行切割制得阻尼層；
2)粘結材料的表面處理:在步驟I)的基礎上，將復合纖維層一、復合纖維層二和中間阻尼層的粘結面采用有機溶劑清洗;將質量塊一和質量塊二的粘結面采用打磨或噴砂機械法進行表面處理；
3)在復合纖維層二的下表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，然后將復合纖維層二的下表面壓裝到阻尼層的上表面，直至固化;在質量塊二的下表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復合纖維層二所開孔保持同心度的前提下，將質量塊二的下表面壓裝到阻尼層的上表面，直至固化；
4)在復合纖維層一的上表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，然后將復合纖維層一的上表面壓裝到阻尼層的下表面，直至固化;在質量塊一的上表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復合纖維層一所開孔保持同心度的前提下，將質量塊一的上表面壓裝到阻尼層的下表面，直至固化。
[0007]本發(fā)明的方法制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板分為三大部分:聲學超材料板中間層(即阻尼層)、聲學超材料板復合層(即復合纖維層一和復合纖維層二)以及聲學超材料板質量塊(即質量塊一和質量塊二)。其中，聲學超材料板中間層由粘彈性薄膜組成;聲學超材料板復合層分為上、下兩部分;聲學超材料板質量塊一般為金屬，分布于阻尼層上、下表面。由于復合聲學超材料板引入了粘彈性薄膜、多層纖維等復合材料，在制造過程中，涉及到復合材料的沖孔、復合材料的層間連接、質量塊與粘彈性薄膜的連接等方法。以上過程都需要高效而經濟的手段進行制造，最終形成減隔振性能優(yōu)良，經濟上可行且耐用的缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法。
[0008]進一步，所述復合纖維層二的下表面、阻尼層的上表面、質量塊二的下表面以及復合纖維層一的上表面、阻尼層的下表面、質量塊一的上表面均設有凹痕。所述凹痕是采用機械法或化學腐蝕法等獲取較為粗糙的粘接面。當然，在質量塊粘接中，根據缺陷態(tài)結構設計要求，存在質量塊缺失、質量塊偏心粘接的情況，這樣能夠提高粘接強度，并提高對振動的控制能力。
[0009]進一步，在安裝復合纖維層二、質量塊二、復合纖維層一和質量塊一時的壓裝速度均小于等于0.05m/S。這樣有利于提尚安裝精度，保障廣品質量。
相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明將復合纖維材料、彈性薄膜及質量塊復合為缺陷態(tài)結構聲學超材料板，使聲學超材料板結構具有較強的整體性，便于布置、安裝，以提高復合聲學超材料板制造的效率與經濟性；
2、通過本發(fā)明的方法制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板，在低頻范圍內具有聲學禁帶及波導特性，可用于低頻振動與噪聲的隔離和控制；
3、在本發(fā)明的制造方法中，可對缺陷態(tài)結構聲學超材料板的聲學禁帶及波導進行選頻設計，具有很好的適用范圍。
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【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明方法制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板的半剖立體圖。
[0012]圖2為本發(fā)明方法制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板上的中間粘彈性薄膜(即阻尼層)與質量塊連接后的示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明方法制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板上的復合纖維層沖孔完備示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明方法制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板的結構示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明方法的工藝流程圖。
[0016]圖中，！一質量塊一，2一復合纖維層一，3一阻尼層，4一復合纖維層二，5—質量塊
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【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例制造出的缺陷態(tài)結構聲學超材料板分為三大部分:聲學超材料板中間層(即阻尼層)、聲學超材料板復合層(即復合纖維層)以及聲學超材料板質量塊。其中，聲學超材料板中間層由粘彈性薄膜組成，選用丁腈橡膠;聲學超材料板復合纖維層分為上、下兩部分，聲學超材料板質量塊選為45#鋼。
[0020]該缺陷態(tài)結構聲學超材料板制造方法，包括復合材料板的沖孔、質量塊的切削加工等，其步驟為:
A.選用45#鋼，通過切削加工出質量塊一1、質量塊二 5;將復合纖維層一 2、復合纖維層二 4按結構陣列形式沖孔;將阻尼層3按結構形式進行切割；
B.將復合纖維層一2、復合纖維層二 4和中間阻尼層3的粘結面采用汽油清洗;質量塊一
1、質量塊二 5粘結面進行噴砂處理；
C.將復合纖維層二4的下表面均勻涂抹氰基丙烯酸酯，然后壓裝到阻尼層3的上表面，直至固化;將質量塊二 5粘結面即下表面均勻涂抹氰基丙烯酸酯，在與上復合纖維層二 4所開孔保持同(偏)心度的前提下，壓裝到阻尼層3的上表面，直至固化；
D.重復步驟C完成復合纖維層一2與阻尼層3、阻尼層3與質量塊一I的粘接;至此，完成了缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備過程。
[0021]需要說明的是，在加工過程中，本實施例的層間壓裝速度小于等于0.05m/s。
[0022]本發(fā)明的缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法便于布置、安裝，而且具有較好的經濟性，可用于低頻振動與噪聲的隔離和控制，還具有很好的選頻設計。
[0023]需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明技術方案而非限制技術方案，盡管
【申請人】參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發(fā)明技術方案進行的修改或者等同替換，不能脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)復合材料板的沖孔以及質量塊的切削加工:選用大密度的金屬材料，通過切削加工出質量塊一(I)和質量塊二 (5);選用復合纖維材料按結構陣列形式沖孔制得復合纖維層一(2)和復合纖維層二 (4);選用阻尼材料按晶胞結構形狀進行切割制得阻尼層(3); 2)粘結材料的表面處理:在步驟I)的基礎上，將復合纖維層一(2)、復合纖維層二(4)和中間阻尼層(3)的粘結面采用有機溶劑清洗;將質量塊一(I)和質量塊二 (5)的粘結面采用打磨或噴砂機械法進行表面處理； 3)在復合纖維層二(4)的下表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，然后將復合纖維層二 (4)的下表面壓裝到阻尼層(3)的上表面，直至固化;在質量塊二(5)的下表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復合纖維層二(4)所開孔保持同心度的前提下，將質量塊二(5)的下表面壓裝到阻尼層(3)的上表面，直至固化； 4)在復合纖維層一(2)的上表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，然后將復合纖維層一 (2)的上表面壓裝到阻尼層(3)的下表面，直至固化;在質量塊一(I)的上表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復合纖維層一(2)所開孔保持同心度的前提下，將質量塊一(I)的上表面壓裝到阻尼層(3)的下表面，直至固化。2.根據權利要求1所述的一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法，其特征在于，所述復合纖維層二(4)的下表面、阻尼層(3)的上表面、質量塊二(5)的下表面以及復合纖維層一(2)的上表面、阻尼層(3)的下表面、質量塊一(I)的上表面均設有凹痕。3.根據權利要求1所述的一種缺陷態(tài)結構聲學超材料板制備方法，其特征在于，在安裝復合纖維層二 (4)、質量塊二 (5)、復合纖維層一 (2)和質量塊一(I)時的壓裝速度均小于等于0.05m/so
【文檔編號】G10K11/168GK105922660SQ201610324413
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】朱洪林
【申請人】成都西汽研車輛技術開發(fā)有限公司