基于微缝折叠空间结构的宽带吸声超材料设计

来源：振动与冲击杂志2024年第3期北京时间：

作者：陈应航,,，徐驰,，黄唯纯，解龙翔，张建翔,，汪双君,，孙薇薇,

单位：1.蚌埠学院机械与车辆工程学院，安徽蚌埠233030； 2.南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室，南京210093； 3.蚌埠学院机械与车辆工程学院安徽省增材制造工程研究中心，蚌埠233030

摘要：如何实现低频宽带吸声，设计具有亚波长厚度的吸声超材料一直是一项具有挑战性的任务。提出了一种微缝折叠空间超材料结构，建立结构的理论解析模型与数值仿真模型，深入研究其声学特性和吸声机理，分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律，基于此探究实现低频宽带吸声的可能性。研究表明，通过调整折叠空间厚度及折叠通道数目，可以在较大的频带范围内调节结构的峰值频率，同时不改变其近完美的吸声性能。最后，提出了一种宽带吸声超材料，在500Hz ~ 2000Hz频率范围内获得平均吸声系数达0.931的连续高效吸声带宽。结构厚度为5.68cm，仅为最低共振频率对应波长的1/12，实验结果良好。研究成果可为实现宽带吸声提供借鉴。

关键词：声学超材料；微缝；折叠空间结构；宽带吸声