学术前沿 | 一种用于低频恒定近乎完美声吸收并具有大变形的混合声学超材料

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-12-16 21:12

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腔体吸声材料不可避免地会受到外载荷作用下结构变形的严重影响，一旦制造完成，就无法实现吸声频率的动态可调性。在这项工作中，提出了一种用于低频恒定吸声的新型可压缩混合超材料，它巧妙地结合了折纸风格的 V 形和螺旋结构的特点，集成了具有两个加长颈部的亥姆霍兹谐振器和一个微孔面板谐振器。超材料采用 3D 打印技术制造。实验和分析结果表明，无论吸收体如何变形，近乎完美的吸声都始终保持在 315 Hz，而第二个吸收峰可以在 509 Hz 到 682 Hz 之间调谐，压缩应变范围为 0 % 至 31.3 %。该减振器在变形前后在高达 60° 的斜入射角下也表现出优异的吸收能力。此外，通过采用耦合单元策略，可以拓宽低频吸收带宽，同时在结构变形期间保持 316–391 Hz 范围内的稳定性。这种设计策略为实现自适应吸声和多功能超材料提供了一种有前途的方法，为可调噪声控制应用开辟了新的可能性