Page 261 - 《应用声学》2025年第1期

第 44 卷 第 1 期 伍守豪等： 薄膜型声学超材料的发展与展望 257

不同的结构，发现薄膜加质量块和十字摆臂结构所 网拓扑结构的启发，提出两种基于聚合物膜和附
得到的 STL 具有更宽带宽和更高 STL，5 种结构如 加谐振器的模型，如图 8 所示。其中，Model I 和
图 7 所示。实验有效验证了偶极子和四极子振动可 Modle II 为蜘蛛网拓扑结构，Model III 为对比参考
以进一步形成多态反共振模式，这对设计多态抗谐 模型。将两种结构与Zhou等 [56] 提出的结构进行对
振结构具有一定的指导意义。 比，实验发现两种仿生模型比 Zhou 的模型更轻，并
Huang 等 [57] 将仿生配置理念引入到设计中， 且Modle I对比参考模型有相同隔声效果，Modle II
以减轻结构质量和拓宽低频衰减带宽，并受蜘蛛 连续衰减带宽增加了61%。

PIᘙᒛ ᧛࡛ྟ EVAಕಝ EVA಴౶ EVA౜

ನవI ನవII ನవIII ನవIV ನవV
(a) ӭᘙᒛፇ౞ (b) ᘙᒛҫ᠏᧚ڱፇ౞ (c) ᘙᒛҫӡߚୌᒦፇ౞ (d) ᘙᒛҫ᠏᧚ڱ֗ӡߚୌᒦፇ౞ (e) ಴౶ፇ౞
图 7 十字型摆臂式薄膜结构 [56]
Fig. 7 Cross-shaped swing arm type film structure [56]

౎یៈ૝٨
EVAܸیӡߚᒦ
PIᘙᒛ

EVAဗ
വیI
ӡߚیៈ૝٨

വیIII (ԠᏦ)
വیII
图 8 蜘蛛网拓扑结构 [57]
Fig. 8 Spider web topology [57]
构的声波传输损耗均大于 45 dB，同时其面密度仅
3 与其他降噪技术的结合
为 1.3 kg/m 。该结构坚固、轻便，具有优良隔声性
2
3.1 薄膜结构与空腔共振方式结合 能，且能够利用六边形特征实现多个单元拼接。
在实际降噪场景下，薄膜隔声往往会与其他降
k x 
噪技术进行结合，以达到更好隔声效果。比如利用 ᘙᒛ
空腔共振结合薄膜结构，Ma 等 [58] 提出一种耦合背 ᠏᧚ڱ a t x 
腔的薄膜结构，如图 9(a) 所示。该结构在薄膜后部
设置一个背腔，薄膜与背腔内气体间产生混合共振， t θ
h m
x x 
形成具备阻抗匹配特性的声学表面，使得声波在一 y s ڍʹ l h c
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定频率范围内可被完全吸收或转化为其他形式的
(a) ࣜᑀᑿᄊᘙᒛፇ౞ [58] (b) ᚄ቗یᘙᒛፇ౞ [59]
能量。Sui等 [59] 设计一蜂窝型薄膜结构如图9(b)所
示。其与背腔结构相似，通过利用蜂窝腔内气体与 图 9 背腔薄膜结构
薄膜共振来实现隔声。在低于 500 Hz 范围内，该结 Fig. 9 Dorsal cavity membrane structure