一种利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层的制作方法

本实用新型属于减振降噪技术领域，具体涉及一种利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层。

背景技术：

声波是海洋中唯一可以远距离传播的能量形式，在当前以及可预计的未来，水下探测仍将依靠探测声场的变化。因此，降低自身的辐射噪声和声反射特性就成为水下运动体声隐身的主要措施。降低自身辐射噪声和声反射特性是一项系统工程，需要进行整体声学设计。声学覆盖层作为水下运动体最外侧的声学防护层，通常具有吸声、隔声、抑振或抗冲击等功能，是目前唯一能够同时有效对抗主、被动探测的关键技术。

声学覆盖层通常是含有各种空腔结构如球形、圆柱形空腔，或含有重质子散射体如局域共振单元的黏弹性复合结构，这类声学覆盖层主要以吸收探测声波为主，同时兼具其它如隔声、减振性能。水平排列蜂窝空腔覆盖层具有较好的隔声和耐冲击等特点，不仅可以很好地降低自身噪声向外辐射，还能一定程度上提高水下结构物对瞬时冲击条件下的安全性能。与传统的球形、圆柱形覆盖层相比，水平排列蜂窝空腔覆盖层还具有良好的耐静压变形能力。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种水平排列利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层，可以有效提高抑振隔声性能，并且还兼具一定的吸声性能和抗冲击能力，可以有效降低水下结构的目标强度和辐射噪声，对提高水下结构的隐身能力有重要作用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型是这样一种利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层，它包括阻尼层，该阻尼层内含周期性水平排列的蜂窝空腔，阻尼层包括橡胶层或高分子树脂层，蜂窝空腔的中心线与弹性波或声波传播方向相垂直。

其中，所述利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层的截面为以下三种排列形式中的任意一种：

(a)所有蜂窝空腔的截面面积全部相同；

(b)每层蜂窝空腔的截面面积相同，不同层之间的蜂窝空腔的截面面积沿弹性波或声波传播方向呈逐渐变化；

(c)每层蜂窝空腔的截面面积相同，相邻两列蜂窝空腔的截面面呈周期性交错变化。

本实用新型中由于包含蜂窝空腔结构，从宏观上看，是改变了覆盖层的群速度(能量传播速度)和等效弹性模量，这些变化与结构参数(蜂窝空腔单元壁厚、夹角等)和橡胶或高分子树脂本身的材料参数均有关，并决定了覆盖层的抑振隔声能力。

本实用新型的优点是设计灵活，可根据要求设计出不同频宽的覆盖层。

附图说明

图1为本实用新型利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层立体示意图，蜂窝空腔大小一致。

图2为本实用新型利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层横截面示意图。

图3为本实用新型利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层立体示意图，蜂窝空腔呈分层渐变排列形式。

图4为本实用新型利于船舶水下减振隔声的声学覆盖层立体示意图，蜂窝空腔呈周期性交错排列形式。

图5为蜂窝空腔单元中传播的弹性波或声波多次反射示意图。

图6为蜂窝空腔单元中传播的弹性波或声波波形转换示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

首先，本实用新型隔离耗散振动弹性波或声波能量的机理简述如下：

(1)由于覆盖层中有大量的蜂窝空腔，空腔中的空气阻抗与覆盖层的基体材料阻抗相差很大，阻抗失配效应导致弹性波或声波在传播过程中有一部分被隔离掉；

(2)弹性波或声波传播到蜂窝空腔结构的转角处，由于结构的不连续性导 致弹性波或声波产生反射(图5)，不断的反射增加了它们在覆盖层中的传播路径，这就意味着消耗更多的振动或声波能量；

(3)在垂直于弹性波或声波传播方向出现了小幅横向振动位移(图6)，即部分纵波转变为剪切波，在橡胶材料或高分子树脂材料中更容易被消耗掉。这些机理的共同作用提高了蜂窝空腔结构覆盖层的抑振隔声能力。

实施例1：

如图1和图2所示，蜂窝空腔的中心线是平行于覆盖层表面排列，基体材料为橡胶或高分子树脂。本实施例若选用不同的结构参数可获得不同的抑振隔声功能。如采用较小的蜂窝空腔尺寸(或较小的空腔体积百分比)，可获得较好的吸声性能和一定的隔声性能，且具有一定的耐压抗变形能力；如采用较大的蜂窝空腔尺寸(或较大的空腔体积百分比)，则可获得较好的隔声能力、抗冲击性能和一定的吸声性能。

实施例2：

如图3所示，本实施例中，蜂窝空腔的排列形式是分层渐变形式，靠近覆盖层外侧(靠近水介质一侧)的设置为较小的蜂窝空腔尺寸(或较小的空腔体积百分比)，在覆盖层内侧(靠近结构一侧)设置为较大的蜂窝空腔尺寸(或较大的空腔体积百分比)，覆盖层中间部分的蜂窝空腔尺寸由小变大。基体材料为橡胶或高分子树脂。本实施例同时具有良好的吸声性能和隔声性能，兼具较好的抗冲击性能。

实施例3：

如图4所示，本实施例中，蜂窝空腔的排列形式是大、小空腔周期性交错排列形式。基体材料为橡胶或高分子树脂。本实施例具有良好的隔声性能和抗冲击性能，同时抗压变形的能力较好。

当然，以上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。