一种缺陷态结构声学超材料板制备方法
【专利摘要】本发明介绍了一种缺陷态结构声学超材料板制备方法，它包括步骤：1）复合材料板的冲孔以及质量块的切削加工；2）粘结材料的表面处理；3）在复合纤维层和质量块的安装固定。本发明的方法制造出的缺陷态结构声学超材料板分为声学超材料板中间层、声学超材料板复合层以及声学超材料板质量块。其中，声学超材料板中间层由粘弹性薄膜组成；声学超材料板复合层分为上、下两部分；声学超材料板质量块一般为金属，分布于阻尼层上、下表面。本发明具有较强的整体性，便于布置、安装，可用于低频振动与噪声的隔离和控制；而且可对缺陷态结构声学超材料板的声学禁带及波导进行选频设计，具有很好的适用范围。
【专利说明】
一种缺陷态结构声学超材料板制备方法
技术领域
[0001]本发明属于振动噪声控制和功能复合材料的交叉领域，尤其是一种缺陷态结构声学超材料板制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]缺陷态结构声学超材料板由于其在低频范围内优异的禁带及波导特性，可敷设于汽车、列车、飞机、舰船等设备中以衰减、阻碍及控制低频振动和噪声，旨在改善设备的乘坐舒适性以及保证驾乘人员的健康与安全。现目前的研究中，缺陷态结构声学超材料板由开有阵列孔的多层板体与安装于孔中间的质量块制成，其开孔阵列形式、板体层数与组分以及质量块安装形式等也各不相同。例如，梁森等人的发明专利“粘弹性阻尼材料及嵌入式共固化阻尼复合材料制作工艺(专利号201410188502.1)”以及李志勇等人的发明专利“汽车阻尼板及其制作方法(专利号201210336552.0)”等。但是，现目前的缺陷态结构声学超材料板仍然存在制作成本较高的问题，同时对于低频振动的隔离效果也存在不足，因此需要一种高效、经济的缺陷态结构声学超材料板制造方法。
[0004]
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决现目前的缺陷态结构声学超材料板在制作时存在制作效率低、成本高的问题，而提供一种具有高经济性的缺陷态结构声学超材料板制备方法。
[0006]本发明的技术方案:一种缺陷态结构声学超材料板制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
1)复合材料板的冲孔以及质量块的切削加工:选用大密度的金属材料，通过切削加工出质量块一和质量块二;选用复合纤维材料按结构阵列形式冲孔制得复合纤维层一和复合纤维层二;选用阻尼材料按晶胞结构形状进行切割制得阻尼层；
2)粘结材料的表面处理:在步骤I)的基础上，将复合纤维层一、复合纤维层二和中间阻尼层的粘结面采用有机溶剂清洗;将质量块一和质量块二的粘结面采用打磨或喷砂机械法进行表面处理；
3)在复合纤维层二的下表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，然后将复合纤维层二的下表面压装到阻尼层的上表面，直至固化;在质量块二的下表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，在与复合纤维层二所开孔保持同心度的前提下，将质量块二的下表面压装到阻尼层的上表面，直至固化；
4)在复合纤维层一的上表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，然后将复合纤维层一的上表面压装到阻尼层的下表面，直至固化;在质量块一的上表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，在与复合纤维层一所开孔保持同心度的前提下，将质量块一的上表面压装到阻尼层的下表面，直至固化。
[0007]本发明的方法制造出的缺陷态结构声学超材料板分为三大部分:声学超材料板中间层(即阻尼层)、声学超材料板复合层(即复合纤维层一和复合纤维层二)以及声学超材料板质量块(即质量块一和质量块二)。其中，声学超材料板中间层由粘弹性薄膜组成;声学超材料板复合层分为上、下两部分;声学超材料板质量块一般为金属，分布于阻尼层上、下表面。由于复合声学超材料板引入了粘弹性薄膜、多层纤维等复合材料，在制造过程中，涉及到复合材料的冲孔、复合材料的层间连接、质量块与粘弹性薄膜的连接等方法。以上过程都需要高效而经济的手段进行制造，最终形成减隔振性能优良，经济上可行且耐用的缺陷态结构声学超材料板制备方法。
[0008]进一步，所述复合纤维层二的下表面、阻尼层的上表面、质量块二的下表面以及复合纤维层一的上表面、阻尼层的下表面、质量块一的上表面均设有凹痕。所述凹痕是采用机械法或化学腐蚀法等获取较为粗糙的粘接面。当然，在质量块粘接中，根据缺陷态结构设计要求，存在质量块缺失、质量块偏心粘接的情况，这样能够提高粘接强度，并提高对振动的控制能力。
[0009]进一步，在安装复合纤维层二、质量块二、复合纤维层一和质量块一时的压装速度均小于等于0.05m/S。这样有利于提尚安装精度，保障广品质量。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1、本发明将复合纤维材料、弹性薄膜及质量块复合为缺陷态结构声学超材料板，使声学超材料板结构具有较强的整体性，便于布置、安装，以提高复合声学超材料板制造的效率与经济性；
2、通过本发明的方法制造出的缺陷态结构声学超材料板，在低频范围内具有声学禁带及波导特性，可用于低频振动与噪声的隔离和控制；
3、在本发明的制造方法中，可对缺陷态结构声学超材料板的声学禁带及波导进行选频设计，具有很好的适用范围。
[0010]
【附图说明】
[0011]图1为本发明方法制造出的缺陷态结构声学超材料板的半剖立体图。
[0012]图2为本发明方法制造出的缺陷态结构声学超材料板上的中间粘弹性薄膜(即阻尼层)与质量块连接后的示意图。
[0013]图3为本发明方法制造出的缺陷态结构声学超材料板上的复合纤维层冲孔完备示意图。
[0014]图4为本发明方法制造出的缺陷态结构声学超材料板的结构示意图。
[0015]图5为本发明方法的工艺流程图。
[0016]图中，！一质量块一，2一复合纤维层一，3一阻尼层，4一复合纤维层二，5—质量块
--O
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0019]如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例制造出的缺陷态结构声学超材料板分为三大部分:声学超材料板中间层(即阻尼层)、声学超材料板复合层(即复合纤维层)以及声学超材料板质量块。其中，声学超材料板中间层由粘弹性薄膜组成，选用丁腈橡胶;声学超材料板复合纤维层分为上、下两部分，声学超材料板质量块选为45#钢。
[0020]该缺陷态结构声学超材料板制造方法，包括复合材料板的冲孔、质量块的切削加工等，其步骤为:
A.选用45#钢，通过切削加工出质量块一1、质量块二 5;将复合纤维层一 2、复合纤维层二 4按结构阵列形式冲孔;将阻尼层3按结构形式进行切割；
B.将复合纤维层一2、复合纤维层二 4和中间阻尼层3的粘结面采用汽油清洗;质量块一
1、质量块二 5粘结面进行喷砂处理；
C.将复合纤维层二4的下表面均匀涂抹氰基丙烯酸酯，然后压装到阻尼层3的上表面，直至固化;将质量块二 5粘结面即下表面均匀涂抹氰基丙烯酸酯，在与上复合纤维层二 4所开孔保持同(偏)心度的前提下，压装到阻尼层3的上表面，直至固化；
D.重复步骤C完成复合纤维层一2与阻尼层3、阻尼层3与质量块一I的粘接;至此，完成了缺陷态结构声学超材料板制备过程。
[0021]需要说明的是，在加工过程中，本实施例的层间压装速度小于等于0.05m/s。
[0022]本发明的缺陷态结构声学超材料板制备方法便于布置、安装，而且具有较好的经济性，可用于低频振动与噪声的隔离和控制，还具有很好的选频设计。
[0023]需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管
【申请人】参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种缺陷态结构声学超材料板制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)复合材料板的冲孔以及质量块的切削加工:选用大密度的金属材料，通过切削加工出质量块一(I)和质量块二 (5);选用复合纤维材料按结构阵列形式冲孔制得复合纤维层一(2)和复合纤维层二 (4);选用阻尼材料按晶胞结构形状进行切割制得阻尼层(3); 2)粘结材料的表面处理:在步骤I)的基础上，将复合纤维层一(2)、复合纤维层二(4)和中间阻尼层(3)的粘结面采用有机溶剂清洗;将质量块一(I)和质量块二 (5)的粘结面采用打磨或喷砂机械法进行表面处理； 3)在复合纤维层二(4)的下表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，然后将复合纤维层二 (4)的下表面压装到阻尼层(3)的上表面，直至固化;在质量块二(5)的下表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，在与复合纤维层二(4)所开孔保持同心度的前提下，将质量块二(5)的下表面压装到阻尼层(3)的上表面，直至固化； 4)在复合纤维层一(2)的上表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，然后将复合纤维层一 (2)的上表面压装到阻尼层(3)的下表面，直至固化;在质量块一(I)的上表面均匀涂抹粘流态阻尼胶料，在与复合纤维层一(2)所开孔保持同心度的前提下，将质量块一(I)的上表面压装到阻尼层(3)的下表面，直至固化。2.根据权利要求1所述的一种缺陷态结构声学超材料板制备方法，其特征在于，所述复合纤维层二(4)的下表面、阻尼层(3)的上表面、质量块二(5)的下表面以及复合纤维层一(2)的上表面、阻尼层(3)的下表面、质量块一(I)的上表面均设有凹痕。3.根据权利要求1所述的一种缺陷态结构声学超材料板制备方法，其特征在于，在安装复合纤维层二 (4)、质量块二 (5)、复合纤维层一 (2)和质量块一(I)时的压装速度均小于等于0.05m/so
【文档编号】G10K11/168GK105922660SQ201610324413
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】朱洪林
【申请人】成都西汽研车辆技术开发有限公司