声子晶体、声子晶体器件及其制备和测试方法

技术特征：
1.一种声子晶体，用于减振降噪，其特征在于，所述声子晶体具有分形凹角蜂窝结构，所述分形凹角蜂窝结构由凹角六边形的单胞结构组成，并且所述六边形单胞结构的边长为弹性波波长的十分之一到百分之一。2.根据权利要求1所述的声子晶体，其特征在于，所述分形凹角蜂窝结构是二阶分形凹角蜂窝结构或三阶分形凹角蜂窝结构，其中所述二阶分形凹角蜂窝结构是将分形凹角蜂窝结构的顶点替换为较小的凹角六边形而形成的结构，所述三阶分形凹角蜂窝结构是将所述二阶分形凹角蜂窝结构的顶点替换为较小的凹角六边形而形成的结构。3.根据权利要求2所述的声子晶体，其特征在于，在所述分形凹角蜂窝结构顶点处填充有介质，所述介质包括钢材。4.根据权利要求1或3所述的声子晶体，其特征在于，所述声子晶体的材质为abs工程塑料。5.根据权利要求4所述的声子晶体，其特征在于，所述分形凹角蜂窝结构的壁厚范围为0.05～0.2cm，凹角角度范围为53
°
～68
°
。6.根据权利要求5所述的声子晶体，所述分形凹角蜂窝结构的高度比范围为1～4，其中所述高度比为凹角结构高度与顶点分形凹角结构高度的比值。7.一种声子晶体器件，其特征在于，所述声子晶体器件包括权利要求1～6中任一项所述的声子晶体。8.一种声子晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：确定分形凹角蜂窝结构的尺寸参数，利用三维软件构建分形凹角蜂窝结构；将所构建的分形凹角蜂窝结构导入仿真软件，计算分形结构的色散曲线以及泊松比数值；将所述分形凹角蜂窝结构利用声学超材料进行3d打印；搭建实验平台对所打印的分形凹角蜂窝结构进行测试，获得所述分形凹角蜂窝结构的声传输损耗；将获得的声传输损耗与仿真数值进行对比，当二者数值误差在阈值范围内时制备完成。9.一种用于测试权利要求1所述的声子晶体的减振降噪特性的方法，其特征在于，包括：通过信号发生装置产生所需的弹性波电信号；通过高压放大装置对所述信号发生装置的弹性波电信号进行放大；压电叠堆在所述高压放大装置放大后的弹性波电信号作用下产生弹性波并能作用于受振对象；通过数据分析软件系统对所述声子晶体的减振降噪特性进行分析。

技术总结
本发明提供一种声子晶体，声子晶体器件以及声子晶体的制备方法。所述声子晶体具有分形凹角蜂窝结构，所述分形凹角蜂窝结构由凹角六边形的单胞结构组成，并且所述六边形结构的边长为弹性波波长的十分之一到百分之一。本发明的分形凹角蜂窝结构不仅具有高强度、高刚度、强韧性的力学性能，还具有负泊松比的特性，使得该分形凹角蜂窝结构声子晶体可以实现较好的低频、宽频声波控制和声波超常传输。宽频声波控制和声波超常传输。宽频声波控制和声波超常传输。


技术研发人员：陈新华 张晨 郭振坤 陈猛
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2022/11/11