一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明介紹了一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法，它包括步驟：1）復(fù)合材料板的沖孔以及質(zhì)量塊的切削加工；2）粘結(jié)材料的表面處理；3）在復(fù)合纖維層和質(zhì)量塊的安裝固定。本發(fā)明的方法制造出的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板分為聲學(xué)超材料板中間層、聲學(xué)超材料板復(fù)合層以及聲學(xué)超材料板質(zhì)量塊。其中，聲學(xué)超材料板中間層由粘彈性薄膜組成；聲學(xué)超材料板復(fù)合層分為上、下兩部分；聲學(xué)超材料板質(zhì)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(qiáng)的整體性，便于布置、安裝，可用于低頻振動(dòng)與噪聲的隔離和控制；而且可對(duì)缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板的聲學(xué)禁帶及波導(dǎo)進(jìn)行選頻設(shè)計(jì)，具有很好的適用范圍。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于振動(dòng)噪聲控制和功能復(fù)合材料的交叉領(lǐng)域，尤其是一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板由于其在低頻范圍內(nèi)優(yōu)異的禁帶及波導(dǎo)特性，可敷設(shè)于汽車(chē)、列車(chē)、飛機(jī)、艦船等設(shè)備中以衰減、阻礙及控制低頻振動(dòng)和噪聲，旨在改善設(shè)備的乘坐舒適性以及保證駕乘人員的健康與安全?，F(xiàn)目前的研究中，缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板由開(kāi)有陣列孔的多層板體與安裝于孔中間的質(zhì)量塊制成，其開(kāi)孔陣列形式、板體層數(shù)與組分以及質(zhì)量塊安裝形式等也各不相同。例如，梁森等人的發(fā)明專(zhuān)利“粘彈性阻尼材料及嵌入式共固化阻尼復(fù)合材料制作工藝(專(zhuān)利號(hào)201410188502.1)”以及李志勇等人的發(fā)明專(zhuān)利“汽車(chē)阻尼板及其制作方法(專(zhuān)利號(hào)201210336552.0)”等。但是，現(xiàn)目前的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板仍然存在制作成本較高的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)于低頻振動(dòng)的隔離效果也存在不足，因此需要一種高效、經(jīng)濟(jì)的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制造方法。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)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(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板在制作時(shí)存在制作效率低、成本高的問(wèn)題，而提供一種具有高經(jīng)濟(jì)性的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
1)復(fù)合材料板的沖孔以及質(zhì)量塊的切削加工:選用大密度的金屬材料，通過(guò)切削加工出質(zhì)量塊一和質(zhì)量塊二;選用復(fù)合纖維材料按結(jié)構(gòu)陣列形式?jīng)_孔制得復(fù)合纖維層一和復(fù)合纖維層二;選用阻尼材料按晶胞結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行切割制得阻尼層；
2)粘結(jié)材料的表面處理:在步驟I)的基礎(chǔ)上，將復(fù)合纖維層一、復(fù)合纖維層二和中間阻尼層的粘結(jié)面采用有機(jī)溶劑清洗;將質(zhì)量塊一和質(zhì)量塊二的粘結(jié)面采用打磨或噴砂機(jī)械法進(jìn)行表面處理；
3)在復(fù)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(fù)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(zhì)量塊二的下表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復(fù)合纖維層二所開(kāi)孔保持同心度的前提下，將質(zhì)量塊二的下表面壓裝到阻尼層的上表面，直至固化；
4)在復(fù)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(fù)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(zhì)量塊一的上表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復(fù)合纖維層一所開(kāi)孔保持同心度的前提下，將質(zhì)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(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板分為三大部分:聲學(xué)超材料板中間層(即阻尼層)、聲學(xué)超材料板復(fù)合層(即復(fù)合纖維層一和復(fù)合纖維層二)以及聲學(xué)超材料板質(zhì)量塊(即質(zhì)量塊一和質(zhì)量塊二)。其中，聲學(xué)超材料板中間層由粘彈性薄膜組成;聲學(xué)超材料板復(fù)合層分為上、下兩部分;聲學(xué)超材料板質(zhì)量塊一般為金屬，分布于阻尼層上、下表面。由于復(fù)合聲學(xué)超材料板引入了粘彈性薄膜、多層纖維等復(fù)合材料，在制造過(guò)程中，涉及到復(fù)合材料的沖孔、復(fù)合材料的層間連接、質(zhì)量塊與粘彈性薄膜的連接等方法。以上過(guò)程都需要高效而經(jīng)濟(jì)的手段進(jìn)行制造，最終形成減隔振性能優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)上可行且耐用的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法。
[0008]進(jìn)一步，所述復(fù)合纖維層二的下表面、阻尼層的上表面、質(zhì)量塊二的下表面以及復(fù)合纖維層一的上表面、阻尼層的下表面、質(zhì)量塊一的上表面均設(shè)有凹痕。所述凹痕是采用機(jī)械法或化學(xué)腐蝕法等獲取較為粗糙的粘接面。當(dāng)然，在質(zhì)量塊粘接中，根據(jù)缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，存在質(zhì)量塊缺失、質(zhì)量塊偏心粘接的情況，這樣能夠提高粘接強(qiáng)度，并提高對(duì)振動(dòng)的控制能力。
[0009]進(jìn)一步，在安裝復(fù)合纖維層二、質(zhì)量塊二、復(fù)合纖維層一和質(zhì)量塊一時(shí)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(zhì)量。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明將復(fù)合纖維材料、彈性薄膜及質(zhì)量塊復(fù)合為缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板，使聲學(xué)超材料板結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的整體性，便于布置、安裝，以提高復(fù)合聲學(xué)超材料板制造的效率與經(jīng)濟(jì)性；
2、通過(guò)本發(fā)明的方法制造出的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板，在低頻范圍內(nèi)具有聲學(xué)禁帶及波導(dǎo)特性，可用于低頻振動(dòng)與噪聲的隔離和控制；
3、在本發(fā)明的制造方法中，可對(duì)缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板的聲學(xué)禁帶及波導(dǎo)進(jìn)行選頻設(shè)計(jì)，具有很好的適用范圍。
[0010]
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明方法制造出的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)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(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板上的中間粘彈性薄膜(即阻尼層)與質(zhì)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(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板上的復(fù)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(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明方法的工藝流程圖。
[0016]圖中，！一質(zhì)量塊一，2一復(fù)合纖維層一，3一阻尼層，4一復(fù)合纖維層二，5—質(zhì)量塊
--O
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)施例制造出的缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板分為三大部分:聲學(xué)超材料板中間層(即阻尼層)、聲學(xué)超材料板復(fù)合層(即復(fù)合纖維層)以及聲學(xué)超材料板質(zhì)量塊。其中，聲學(xué)超材料板中間層由粘彈性薄膜組成，選用丁腈橡膠;聲學(xué)超材料板復(fù)合纖維層分為上、下兩部分，聲學(xué)超材料板質(zhì)量塊選為45#鋼。
[0020]該缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制造方法，包括復(fù)合材料板的沖孔、質(zhì)量塊的切削加工等，其步驟為:
A.選用45#鋼，通過(guò)切削加工出質(zhì)量塊一1、質(zhì)量塊二 5;將復(fù)合纖維層一 2、復(fù)合纖維層二 4按結(jié)構(gòu)陣列形式?jīng)_孔;將阻尼層3按結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行切割；
B.將復(fù)合纖維層一2、復(fù)合纖維層二 4和中間阻尼層3的粘結(jié)面采用汽油清洗;質(zhì)量塊一
1、質(zhì)量塊二 5粘結(jié)面進(jìn)行噴砂處理；
C.將復(fù)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(zhì)量塊二 5粘結(jié)面即下表面均勻涂抹氰基丙烯酸酯，在與上復(fù)合纖維層二 4所開(kāi)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(fù)步驟C完成復(fù)合纖維層一2與阻尼層3、阻尼層3與質(zhì)量塊一I的粘接;至此，完成了缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備過(guò)程。
[0021]需要說(shuō)明的是，在加工過(guò)程中，本實(shí)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(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法便于布置、安裝，而且具有較好的經(jīng)濟(jì)性，可用于低頻振動(dòng)與噪聲的隔離和控制，還具有很好的選頻設(shè)計(jì)。
[0023]需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡管
【申請(qǐng)人】參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行的修改或者等同替換，不能脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)復(fù)合材料板的沖孔以及質(zhì)量塊的切削加工:選用大密度的金屬材料，通過(guò)切削加工出質(zhì)量塊一(I)和質(zhì)量塊二 (5);選用復(fù)合纖維材料按結(jié)構(gòu)陣列形式?jīng)_孔制得復(fù)合纖維層一(2)和復(fù)合纖維層二 (4);選用阻尼材料按晶胞結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行切割制得阻尼層(3); 2)粘結(jié)材料的表面處理:在步驟I)的基礎(chǔ)上，將復(fù)合纖維層一(2)、復(fù)合纖維層二(4)和中間阻尼層(3)的粘結(jié)面采用有機(jī)溶劑清洗;將質(zhì)量塊一(I)和質(zhì)量塊二 (5)的粘結(jié)面采用打磨或噴砂機(jī)械法進(jìn)行表面處理； 3)在復(fù)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(fù)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(zhì)量塊二(5)的下表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復(fù)合纖維層二(4)所開(kāi)孔保持同心度的前提下，將質(zhì)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(fù)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(fù)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(zhì)量塊一(I)的上表面均勻涂抹粘流態(tài)阻尼膠料，在與復(fù)合纖維層一(2)所開(kāi)孔保持同心度的前提下，將質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法，其特征在于，所述復(fù)合纖維層二(4)的下表面、阻尼層(3)的上表面、質(zhì)量塊二(5)的下表面以及復(fù)合纖維層一(2)的上表面、阻尼層(3)的下表面、質(zhì)量塊一(I)的上表面均設(shè)有凹痕。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缺陷態(tài)結(jié)構(gòu)聲學(xué)超材料板制備方法，其特征在于，在安裝復(fù)合纖維層二 (4)、質(zhì)量塊二 (5)、復(fù)合纖維層一 (2)和質(zhì)量塊一(I)時(shí)的壓裝速度均小于等于0.05m/so
【文檔編號(hào)】G10K11/168GK105922660SQ201610324413
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】朱洪林
【申請(qǐng)人】成都西汽研車(chē)輛技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司