一种局域共振型的超材料雨刮片

本发明属于汽车减振降噪，尤其涉及一种局域共振型的超材料雨刮片。

背景技术：

1、汽车雨刮、风窗系统作为汽车重要的安全部件，其刮刷能力通常是评价其性能优劣的主要指标。而随着电动汽车的发展，汽车传动动力系统的噪声得到了广泛的研究和较好的抑制，雨刮、风窗系统的噪声开始进入人们的研究视野。雨刮摩擦噪声主要包括尖叫噪声(500-1000hz)、颤振噪声(约100hz以下)和反转噪声(约500hz)，分别与雨刮系统的高频、低频振动和反转冲击振动相关。雨刮器的振动与噪声不断威胁汽车的行驶安全性，削弱乘车舒适性。因此，雨刮系统的减振降噪技术是目前汽车nvh领域的研究热点。

2、根据局域共振机理，在特定频率的弹性波激励下，单个散射体发生共振，并与弹性波行波相互作用，从而抑制其传播。该机理强调单个散射体的共振特性与基体中长波行波的相互作用。基于该机理，局域共振型超材料被广泛运用在航天航空、机械动力、交通运输等多个领域中，抑制系统中有害的振动。通过在多个领域的理论和实践的大量研究，大量的减振降噪控制方法被提出，但小尺寸、低频减振降噪仍是难以解决的问题。

3、因此，需要设计一种局域共振型声学超材料结构的雨刮片，用于解决雨刮片实际运动中的产生的振动和颤振问题，从而为雨刮系统减振降噪研究提供新的思路。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种局域共振型的超材料雨刮片，以解决上述问题，达到结合了超材料设计理念，能够抑制雨刮片在实际运动过程中产生的振动，降低刮刷过程中产生的噪声，提高清洁效果的目的。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种局域共振型的超材料雨刮片，包括：雨刮片本体，所述雨刮片本体中央沿长度方向开设有第一空腔，所述第一空腔内侧沿长度方向等间距固定连接有若干个降振结构；

4、所述降振结构包括若干个周向等间距排列的连接臂结构，所述连接臂结构一端与所述第一空腔内侧固定连接，所述连接臂结构另一端固定连接有同一共振结构，所述共振结构中心固定连接有局域共振振子。

5、优选的，所述连接臂结构包括悬臂梁，所述悬臂梁一端与所述第一空腔内侧固定连接，所述悬臂梁另一端与所述共振结构固定连接，所述悬臂梁内侧开设有若干个呈阵列排列的第二空腔。

6、优选的，所述共振结构包括共振筒，所述共振筒与所述悬臂梁一端固定连接，所述共振筒内侧开设有第三空腔，所述第三空腔内侧沿周向等间距固定连接有若干个倾斜韧带的一端，若干个所述倾斜韧带的另一端固定连接有同一内部套筒，所述局域共振振子与所述内部套筒内侧固定连接。

7、优选的，所述连接臂结构的数量为四个，所述倾斜韧带的数量为四个，所述共振筒的截面形状为正方形。

8、优选的，所述连接臂结构的数量为四个，所述倾斜韧带的数量为六个，所述共振筒的截面形状为正方形。

9、优选的，所述连接臂结构的数量为六个，所述倾斜韧带的数量为四个，所述共振筒的截面形状为圆形。

10、优选的，所述雨刮片本体顶端两侧设有卡槽，所述卡槽与雨刮片固定结构固定连接。

11、优选的，所述雨刮片本体底端设有刮片，所述刮片与待刮雨物品表面接触连接。

12、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

13、通过设置间隔排列的连接臂结构、共振结构，并将局域共振振子埋入共振结构内部，实现了一种具有减振效果的雨刮片结构，与传统的无骨/有骨雨刮片结构相比，本发明的结构将局域共振振子埋设于雨刮片本体内部，具有低频带隙的效果，可以对刮雨时产生的振动进行有效地衰减，从而实现有效地减振。

14、利用这些结构，本发明实现了一种结合了超材料设计理念，能够抑制雨刮片在实际运动过程中产生的振动，降低刮刷过程中产生的噪声，提高清洁效果的局域共振型的超材料雨刮片。

技术特征：

1.一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，包括：雨刮片本体(1)，所述雨刮片本体(1)中央沿长度方向开设有第一空腔(101)，所述第一空腔(101)内侧沿长度方向等间距固定连接有若干个降振结构；

2.根据权利要求1所述的一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，所述连接臂结构(3)包括悬臂梁(301)，所述悬臂梁(301)一端与所述第一空腔(101)内侧固定连接，所述悬臂梁(301)另一端与所述共振结构(4)固定连接，所述悬臂梁(301)内侧开设有若干个呈阵列排列的第二空腔(302)。

3.根据权利要求2所述的一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，所述共振结构(4)包括共振筒(401)，所述共振筒(401)与所述悬臂梁(301)一端固定连接，所述共振筒(401)内侧开设有第三空腔(402)，所述第三空腔(402)内侧沿周向等间距固定连接有若干个倾斜韧带(403)的一端，若干个所述倾斜韧带(403)的另一端固定连接有同一内部套筒(405)，所述局域共振振子(2)与所述内部套筒(405)内侧固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，所述连接臂结构(3)的数量为四个，所述倾斜韧带(403)的数量为四个，所述共振筒(401)的截面形状为正方形。

5.根据权利要求3所述的一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，所述连接臂结构(3)的数量为四个，所述倾斜韧带(403)的数量为六个，所述共振筒(401)的截面形状为正方形。

6.根据权利要求3所述的一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，所述连接臂结构(3)的数量为六个，所述倾斜韧带(403)的数量为四个，所述共振筒(401)的截面形状为圆形。

7.根据权利要求1所述的一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，所述雨刮片本体(1)顶端两侧设有卡槽，所述卡槽与雨刮片固定结构固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种局域共振型的超材料雨刮片，其特征在于，所述雨刮片本体(1)底端设有刮片，所述刮片与待刮雨物品表面接触连接。

技术总结
本发明属于汽车减振降噪技术领域，尤其涉及一种局域共振型的超材料雨刮片，包括：雨刮片本体，所述雨刮片本体中央沿长度方向开设有第一空腔，所述第一空腔内侧沿长度方向等间距固定连接有若干个降振结构；所述降振结构包括若干个周向等间距排列的连接臂结构，所述连接臂结构一端与所述第一空腔内侧固定连接，所述连接臂结构另一端固定连接有同一共振结构，所述共振结构中心固定连接有局域共振振子。利用这些结构，本发明实现了一种结合了超材料设计理念，能够抑制雨刮片在实际运动过程中产生的振动，降低刮刷过程中产生的噪声，提高清洁效果的局域共振型的超材料雨刮片。

技术研发人员：王岩松,黄志超,郭辉,孙裴,袁涛,马丽凤,黄双,刘宁宁
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6