一种主动声学超材料结构单元及其控制装置的制作方法

本发明一种主动声学超材料结构单元及其控制装置，属于声学超材料技术领域。

背景技术：

他的声学材料研究室在全球也属顶级水平，其用途简单来说就是在繁杂的材料中进行挑选实验，记录下适合作为单元振膜的材料并对其振动响应进行精密控制。1．复合材料学报 2.无机材料学报3.材料研究学报 4.功能材料 5.材料导报 6.材料科学与工程 7.摩擦学学报8.材料工程 9.工程设计（改名为：工程设计学报） 10.真空科学与技术学报 11.振动工程学报12.应用声学13.计算力学学报 14.玻璃钢/复合材料 15.材料科学与工艺 16.振动与冲击 17.真空 18.噪声与振动控制 19.低温工程 20.计量学报21.功能材料与器件学报22.声学技术 23.制冷学报 24.低温与超导25.包装工程26.工程图学学报。研究中建立了由这种软质共振单元组成的声学超材料的理论模型。

2015年香港科技大学的Xiao等人在圆形橡胶薄膜上形成金属电极，薄膜上方形成另一个网状电极，通过施加直流电压，电极之间形成相互吸引，引起薄膜预紧力发生变化，从而使MAM的固有频率发生70Hz的变化。通过电压实现了超材料对声波的主动控制，包括声波的相位调制以及声开关，为超材料对声波的主动控制又提供了新的研究方向。但是形成电极的面积较大，同时存在大量的导线用于实现电连接，出于使用安全的考虑，在某些特定噪声控制领域中不可行的。

（3）施工控制小组在预应力张拉后于24小时内根据箱梁已浇梁段的重量、标高、预应力、混凝土强度、弹性模量等实测值（均由施工单位提供），考虑挂篮变形、支座变形、墩沉降和温度影响，由施工控制程序进行分析计算后，提出下一梁段的立模标高值。19.5m（直曲线）※23.5m（直曲线）※31.5m（直曲线）19.5m（直曲线）※23.5m（直曲线）※31.5m（直曲线）19.5m（4.6~5m）23.5m（4.6~5m）31.5m（4.6~5m）19.5m（4.6~5m）23.5m（4.6~5m）31.5m（4.6~5m）后张法预应力混凝土组合箱梁（双线）后张法预应力混凝土组合箱梁（双线）现浇预应力混凝土连续梁（双线）现浇预应力混凝土连续梁（双线）现浇预应力混凝土连续梁（双线）现浇预应力混凝土连续梁（双线）现浇预应力混凝土连续梁（双线）钢-混凝土连续结合梁（双线）钢-混凝土连续结合梁（双线）钢-混凝土连续结合梁（双线）钢筋混凝土斜交刚构-连续梁（双线）钢筋混凝土斜交刚构-连续梁（双线）钢筋混凝土斜交刚构-连续梁（双线）后张法预应力混凝土简支箱梁（单线）后张法预应力混凝土简支箱梁（单线）后张法预应力混凝土简支箱梁（单线）后张法预应力混凝土简支箱梁（单线）预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）现浇预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）现浇预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）现浇预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）悬灌预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）悬灌预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）悬灌预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）悬灌预应力混凝土连续梁（线间距4.6m）现浇。 应用原理：在预应力混凝土箱型连续梁悬灌施工前，根据施工方案、工艺 和工期的要求，模拟施工过程，收集整理有关资料声学超构材料，输入微机，运行线型控制软 件， 计算梁体受自重、 施工荷载、 预应力张拉及预应力损失、 混凝土收缩及徐变、 体系转换等因素影响而产生的内力和变形，定出各梁段的施工立模标高。

由上述分析可知，对于薄膜型声学超材料主要通过施加电场、磁场、以及力场等方式改变薄膜的张力，从而调节声学超材料的固有频率；对于梁结构的声学超材料则通过施加机械变形的方式改变声学超材料的固有频率。上述声学超材料的调节方法，往往需要复杂的辅助装置，如高电压产生装置和庞大的磁力产生装置和机械变形调节装置。并且现有技术仅仅在原理上验证了某些参数的变化对噪声抑制效果的影响，而未构建完整的主动调节系统，实现自适应参数调节，因而在车辆、飞行器的噪声控制领域，往往缺乏可行性。

假如您所处的环境噪声污染严重或对室内环境要求较高，您还要注意门窗的低频隔声量和最低隔声频率的隔声量，因为交通噪声能量集中在低频，门窗低频隔声性能却是它最薄弱的环节，必然要造成低频漏声，最终会影响隔声效果。 2sm时的抽样效果 2sm时的抽样效果 2sm时的抽样效果 4可知当采样频率大于等于信号频率的2倍时采样后的信号得到了忠实地保持 没有产生采样误差 而采样频率小于信号频率的2倍时 发生了混叠误差 这样就不能实现对原信号的复原。但由于脉冲发动机的工作原理是在声学结构条件下形成的脉动燃烧工作过程，因此产生的噪声较强。

技术实现要素：

本发明一种主动声学超材料结构单元及其控制装置，克服了现有技术存在的不足，提供了一种具有主动调节功能的声学超材料结构单元及其控制装置，能够根据噪声频率的变化自动调节声学超材料的结构参数，使其针对不同频率的噪声具有良好的抑制效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种主动声学超材料结构单元，包括刚性框架、悬臂梁和集中质量块，集中质量块位于刚性框架的内部，集中质量块通过至少一个悬臂梁与刚性框架固定相连，悬臂梁采用弹性材料，悬臂梁的内部设置有空腔，空腔设有气嘴；气嘴用于接入外部的压力气体，空腔用于储存压力气体，本结构单元根据储存气体的不同压力发生不同程度的形变，使其局部共振频率发生变化。

进一步，所述悬臂梁由液体硅胶浇筑形成。

进一步，所述刚性框架为矩形框架，所述悬臂梁的数量为四个，所述集中质量块位于所述刚性框架的正中心位置，每个所述的悬臂梁与所述刚性框架的一个框边的中心相连。

进一步，所述集中质量块为刚性圆柱体。

一种主动声学超材料结构单元的控制装置，包括所述的主动声学超材料结构单元、传声器、数据采集卡、计算机、调节阀、气体储罐、压力变送器和分流阀，气体储罐的压缩气体依次经过调节阀和分流阀后通过气嘴进入主动声学超材料结构单元的每个空腔内，传声器采集到的噪音信号经过数据采集卡的处理后进入计算机，压力变送器设置在调节阀和分流阀之间的气体管路上，压力变送器的信号输出端与计算机相连，计算机的信号输出端与调节阀的控制端相连。

混响时间是声学装修中要控制的一个非常重要参数，是进行声学装修的精华所在，室内音质效果的好坏，与这个参数有着很大的关联，也是可以用科学仪器加以测量的厅堂声学参数。假如您所处的环境噪声污染严重或对室内环境要求较高，您还要注意门窗的低频隔声量和最低隔声频率的隔声量，因为交通噪声能量集中在低频，门窗低频隔声性能却是它最薄弱的环节，必然要造成低频漏声，最终会影响隔声效果。关于语音识别方法，有统计模式语音识别，结构和语句模式语音识别，利用这些方法可以得到共振峰频率、音调、嗓音、噪声等重要参数，语音理解是人和计算机用自然语言对话的理论和技术基础。

附图说明

图1为本发明实施例提出的主动声学超材料结构单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提出的主动声学超材料结构单元受控变形的示意图；

图3为本发明实施例提出的主动声学超材料结构单元中的悬臂梁立体外观示意图；

图4为本发明实施例提出的主动声学超材料结构单元中的悬臂梁立体透视示意图；

图5为本发明实施例提出的主动声学超材料结构单元的控制装置的结构示意图。

此时关闭储罐液位计的平衡阀，液位计投入使用 流程 槽车出液管→卸车橇lng液相管→管路→罐上进液管进罐→罐出液管出→bog加热器→开启bog管路安全阀的bog管出→主气化器→旁通阀→由放散管排空→卸车橇lng液相管→管路→罐进液管进罐→罐出液管出→bog加热器→开启bog管路安全阀的bog管出→主气化器→旁通阀→由放散管排空流程 lng从罐出液管出→储罐增压器→开启储罐安全阀组的旁通阀→由放散管排空。(5) 分流阀：分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用是分配、分离或混合管路中的介质。【辽阳市低温设备有限公司】本公司是北方最大最专业的生产低温储罐企业，拥有一、二、三类压力容器的设计制造能力和资质，专业制造低温液体储罐品种有：液氧储罐、液氩储罐、液氮储罐、二氧化碳储罐、液化天然气储罐、丙烷储罐、甲烷储罐液化石油气储罐等，针对气体充装站生产的汽化器、低温液体泵、气体汇流排等成套设备，针对集中供气系统的配套设备有汽化器、减压装置、增压泵、缓冲罐等。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步的说明。

图1所示的吊车梁，在吊车轮压的偏心作用或水平制动力的作用下，截面上除产生弯矩和剪力外，还有扭矩，以平衡外扭矩，此种扭转称为平衡扭转图b）所示钢筋混凝土框架中与次梁一起整浇的边框架边梁，当次梁在荷载作用下弯曲时，边梁由于具有一定的抗扭刚度而对次梁梁端的转动产生约束作用。 例2.3-1 设一均质等截面简支梁，如图2.3-2所示，在中间有一集中质量m，如把梁本身质量考虑在内，试计算此系统的固有频率和梁的等效质量。例2.3-1 设一均质等截面简支梁，如图2.3-2所示，在中间有一集中质量m，如把梁本身质量考虑在内声学超构材料，试计算此系统的固有频率和梁的等效质量。

输入功率因数0.6左右(例:高压钠灯,高压钯灯、金卤灯等),宜选用切换时间小于3ms的eps产品.这是因为.如果对高压气体灯的供电中断时间超过3ms时,就有可能致使气体灯中的放电电弧”熄灭或中断”.一旦发生放电电弧中断现象,即使马上恢复供电也可能导致长达数分钟的灯具熄灭现象发生.这因为它需要足够长时间来重新预热高压气体灯中灯丝的缘故.显然,对于大型体育馆和演出场地的照明系统来说,是不允许出现这种故障的。高压灌浆堵漏就是利用高压灌浆机， 将水溶性聚氨酯化学灌浆材料注入混凝土裂缝中，当浆液遇到混凝土裂缝中的水分会迅速分散、乳化、膨胀、固结，这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝，将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外，以达到止水堵漏的目的。3、高压注浆堵漏就是利用高压注浆机， 将水溶性高分子材料注入混凝土裂缝中，当浆液遇到混凝土裂缝中的水分会迅速分散、乳化、膨胀、固结，这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝，将水流完全地堵 塞在混凝土结构体之外，以达到止水堵漏的目的。

本发明主动声学超材料结构单元的工作原理如下：

如图3所示，四条悬臂梁2由液体硅胶浇注形成，集中质量块5的质量为m，悬臂梁的宽度为W，长度为L，厚度为T。由上述参数形成了一个弹簧-质量系统，系统的刚度为k0，固有频率为w0 ，w0=(k0/m)1/2。当周围存在噪声时，如果噪声频率与系统的固有频率w0一致，则该系统共振，将声能转换成动能，实现噪声的抑制。

2）挂篮前移，使挂篮内外滑梁进入30#或32#一侧悬臂端，相应位置预留孔洞，挂篮主桁架前端用钢板支撑在另外一侧悬臂端梁面上。3.4.2.5挂篮模板整体前移至合龙段另一侧悬臂端1）在施工11#节段悬臂时，需要做好挂篮外滑梁、内滑梁、内底板吊挂孔洞预留。 (a)雨蓬梁 (b)折线梁 (c)框架边梁 (d)吊车梁图 5.1钢筋混凝土受扭构件 5.1.1 扭转分类 构件中的扭矩可以直接由荷载静力平衡求出，与构件刚度无关，如图所示支承悬臂板的梁、偏心荷载作用下的梁（箱形梁、吊车梁），称为平衡扭转。

当噪声频率增加时，此时与具有空腔的超材料结构单元的固有频率w—存在偏差，无法产生共振现象，没有降噪效果。可以通过气体管路13向空腔内通入高压气体，悬臂梁2发生形变，超材料结构单元的等效刚度k—随之变化，因而可以根据噪声频率的数值确定通入的气压数值，从而调整系统的固有频率，实现噪声的主动控制。

悬臂梁具有空腔的声学超材料所具有的刚度为k—，由四条悬臂梁支持质量为m的质量块，所形成的弹簧质量系统固有频率为w—=(k—/m)1/2。设该具有空腔的悬臂梁所能承受的最大压力为pmax，通入压力为pmax高压气体后，悬臂梁发生膨胀变形，所具有的刚度增大为k+，此时超材料的固有频率为w+=(k+/m)1/2，当噪声频率在w—至w+之间变化时，即可通过压力p的调节，使得声学超材料的固有频率始终与噪声频率一致，使得系统发生共振，将声能转换为动能，达到主动噪声控制的效果。

为了达到上述效果，如图5所示，提出的主动声学超材料结构单元的控制装置组成如下：包括主动声学超材料结构单元、传声器6、数据采集卡7、计算机8、调节阀9、气体储罐10、压力变送器11和分流阀12，气体储罐10的压缩气体依次经过调节阀9和分流阀12后通过气嘴4进入主动声学超材料结构单元的每个空腔3内，传声器6采集到的噪音信号经过数据采集卡7的处理后进入计算机8，压力变送器11设置在调节阀9和分流阀12之间的气体管路13上，压力变送器11的信号输出端与计算机8相连，计算机8的信号输出端与调节阀9的控制端相连。

控制过程如下：传声器6检测噪声信号，并将噪声信号传递给数据采集卡7，数据采集卡7将模拟信号转换成数字信号发送给计算机8。计算机8对数字信号经过傅里叶变换，分析噪声的频谱特性，获得当前噪声的频率w，通过查表插值，计算得到与当前频率对应的气压数值p，计算机7向调节阀9发出控制信号，高压气体从气体储罐10中沿气体管路13向声学超材料结构单元的空腔3内注入，引起悬臂梁2膨胀变形，当压力变送器11显示的气体压力达到计算值时，计算机7发出控制指令，调节阀9关闭。气体管路13以及空腔3内的压力保持恒定，主动声学超材料结构单元的固有频率调节至与噪声频率一致，实现噪声的主动控制。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

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