專利名稱：：振動吸收器的制作方法振動吸收器
背景技術：
：1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及用于降低結構體中的振動的材料和方法。2.相關領域描述在導入了某種頻率時，結構體在所述頻率下自然地振動，由此發(fā)生共振。當結構體以其共振頻率(就本發(fā)明的目的而言，稱為“自然頻率”)中的一種或多種受激時，會產生放大的運動(就位移、速度或加速度而言)響應。當共振激勵發(fā)生在聽覺頻率范圍(20Hz至20,OOOHz)內時，如果振幅足夠大，其結果是產生噪音。當結構體以任何頻率經歷共振響應時，均可發(fā)生不可取的振動。已知有各種主動和被動的減噪控制技術并且可用來控制結構振動和伴隨的聲輻射。就本發(fā)明的目的而言，將把聲音看作是振動，如本領域所熟知的那樣。主動的振動控制系統(tǒng)使用傳感器來測量源自振動結構體的振動和/或噪聲的振幅和相位。將傳感到的振動或噪聲反相并且輸入到致動器或揚聲器中以消去有害的振動或噪聲。在實踐中，該技術可顯著地降低振動或噪聲但不能夠完全消除它。主動控制系統(tǒng)通常在頻率較低諸如在1000Hz以下時較有效。在很多情況下，主動減噪技術可適當地降低振動和噪聲，但代價是需要昂貴且復雜的傳感/啟動/反饋控制/連接系統(tǒng)。與主動控制系統(tǒng)形成對比的是，以薄板形式制成的被動的振動和噪聲控制系統(tǒng)通常不太復雜且成本較低。然而，被動控制系統(tǒng)可能具有顯著的質量并且通常僅可在500Hz以上的頻率使用，因為正是在這些相對較高的頻率下被動控制系統(tǒng)的尺度與振動體的振動的相對短的波長相當。被動的振動或聲音控制系統(tǒng)的應用一般效率低下，因為物理厚度一般會太大并且質量一般太高，因此此類系統(tǒng)的撓曲性有限而不能適形于非平坦系統(tǒng)諸如墻洞、空間上復雜的結構體、管道。第三個備選方案為被稱為調諧式振動吸收器(TVA)的被動控制系統(tǒng)。當使用調諧式振動吸收器時，將彈簧質量系統(tǒng)調諧成以受關注的頻率例如與經歷有害的振動的結構體相同的振動頻率來振動，振動吸收器連接或安裝到所述結構體上。在使用中，在調諧受關注的頻率時，調諧式振動吸收器與有害的結構振動異相振動，并且施加與該結構體的運動反向的力，因此可降低原始結構體的運動響應。所謂的點調諧式振動吸收器是降低結構體的噪聲或振動的有效方法。然而，點吸收器僅能以一個頻率來控制結構體上的一個點處的振動或噪聲，因此其功能是有限的，不能控制振動體的大面積上的振動。當受激于寬帶函數(噪聲和/或振動)時，大多數實際的結構體會同時以很多頻率振動。就本發(fā)明的目的而言，結構體被限定為“模態(tài)密集的”，這時自然頻率在頻域中的間隔很小。例如，建筑物中所用的主要結構組件諸如單立柱墻和雙立柱墻、地板和天花板即為模態(tài)密集的振動結構，這起因于這些組件的質量和幾何形狀、建筑組件的非均勻特性諸如非均勻的密度或厚度、此類建筑組件中所用的復雜的細木工、連接和安裝方法以及所得的邊界條件。常規(guī)地，用于各種工業(yè)設備的金屬機罩，例如用于風扇、冷卻器、馬達、空氣處理器、泵、發(fā)生器、壓縮機等的機罩也是模態(tài)密集的振動結構。當將單自由度的調諧式振動吸收器應用于模態(tài)密集的結構體時，會存在問題。即，當將被調諧至給定自然頻率的單自由度的調諧式吸收器應用于具有過度振動或噪聲的結構體時，目標自然頻率下的共振響應會降低，但兩個新頻率下的共振響應會增大，所述新頻率中的一個低于目標自然頻率(吸收器質量在該頻率下與結構質量同相移動)，并且所述新頻率中的另一個高于目標自然頻率(吸收器質量在該頻率下與結構質量異相而移動)。艮口，目標模態(tài)分裂成兩個響應頻率，它們繼而將疊加在預存在的結構模態(tài)上，并且將以這兩個響應頻率中的一個或兩個來增大噪聲和/或振動(如果該預存在的響應與該新模態(tài)響應同相的話)。實際上，這兩個新頻率下的聲響應(聲壓級(SPL))和/或振動響應(均方根(RMS)位移、RMS速度或RMS加速度)會不可取地較大，大于這兩個具體頻率下的原始頻率響應，所述聲響應在應用振動吸收器之前是較低的。因此，在具有多個間隔很小的自然頻率的模態(tài)密集的振動結構體中，應用被調諧至一個自然頻率的單自由度的振動吸收器可導致鄰近自然頻率下的振動和/或聲輻射不可取地增大。與“模態(tài)密集的”結構體形成對比的是，“模態(tài)稀疏的”結構體表現出某種頻率響應函數，其中大多數自然頻率不受被調諧至鄰近自然頻率的單自由度的振動吸收器的應用的影響。此類結構體通常為理想的或實驗室規(guī)模的結構體。圖Ia和Ib分別示出了模態(tài)稀疏的結構體和模態(tài)密集的結構體的頻率分布。在圖Ia的響應函數中，大多數共振響應不受相鄰模態(tài)的影響。相比之下，在圖Ib的響應函數中，大多數共振響應是重疊的。在模態(tài)密集的結構體中的自然頻率的間距取決于受關注的頻率范圍。在較低頻率諸如在約500Hz以下時，如果自然頻率間隔開約40Hz或更小，即可足夠地將該結構體看作是模態(tài)密集的；而在較高頻率范圍內，自然頻率可不太緊密地間隔開并且仍然可被看作是模態(tài)密集的。已知的被動的振動和聲吸收器均不能充分地控制源自模態(tài)密集的振動結構體的振動和/或聲輻射。期望具有一種被動系統(tǒng)，該被動系統(tǒng)可降低不希望有的源自模態(tài)密集的振動結構體的多個自然頻率下(尤其是在連續(xù)頻率范圍內)的振動和/或噪聲，而不會導入附加的不希望有的其他頻率下的振動和/或噪聲。附圖簡述圖Ia示出了結構體的振動表面的頻率響應，所述結構體具有適當間隔開的自然頻率，使得該結構體成為模態(tài)稀疏的。圖Ib示出了結構體的振動表面的頻率響應，所述結構體具有間隔很小的自然頻率，使得該結構體成為模態(tài)密集的。圖2示出了本發(fā)明的振動吸收器的一個實施方案。圖3示出了可用于動態(tài)振蕩試驗的試驗裝置。圖4示出了未應用振動吸收器時的以及在應用了具有三種不同質量比率的三個備選吸收器時的振動板在自然頻率下的頻率響應。圖5示出了未應用振動吸收器以及應用了根據現有技術的振動吸收器和根據本發(fā)明的振動吸收器時的振動鋁板在50Hz至450Hz的頻率范圍內的頻率響應(窄帶數據)。圖6為1/3倍頻程帶數據的曲線圖，其示出了未應用振動吸收器時的以及應用了根據現有技術的振動吸收器和根據本發(fā)明的振動吸收器時的振動鋁板在IOOHz至500Hz的頻率范圍內的頻率響應。圖7示出了未應用振動吸收器時的以及應用了根據現有技術的振動吸收器和根據本發(fā)明的振動吸收器時的振動鋁板在50Hz至300Hz的頻率范圍內的頻率響應(窄帶數據)。圖8a示出了未應用振動吸收器時的和具有根據現有技術的振動吸收器時的振動的單金屬立柱墻在50Hz至250Hz的頻率范圍內的頻率響應(窄帶數據)。圖8b示出了未應用振動吸收器時的和具有根據本發(fā)明的振動吸收器時的振動的單金屬立柱墻在50Hz至250Hz的頻率范圍內的頻率響應(窄帶數據)。圖9示出了可用于本發(fā)明的振動吸收器的粘彈性層，所述粘彈性層具有剛度變化的圖案。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及改進的振動和聲吸收器，其用以控制源自模態(tài)密集的振動結構體的表面的振動和/或噪聲或聲輻射；并且涉及并入了該吸收器的用于控制振動和/或噪聲或聲輻射的結構體。本發(fā)明的吸收器可以兩個或更多個自然頻率有效地控制源自模態(tài)密集的結構體的振動并降低聲輻射(當該結構體受激于寬帶輸入噪聲激勵時)，而不會產生過度的或不可取的其他頻率下的振動和/或噪聲或聲音。術語“寬帶輸入激勵”是指頻帶上的而非單頻下的噪聲和/或振動激勵。間隔很小的單頻構成頻帶。它們激勵如上所述的分裂的模態(tài)。因此，間隔很小的單頻激勵為“寬帶激勵”。任選地與單頻下的周期性激勵相合并的白噪聲、粉紅噪聲、隨機噪聲和偽隨機噪聲均為寬帶輸入激勵的實例。存在很多在500Hz以下頻率下的寬帶輸入激勵的實例，例如，路面噪聲、機械設備噪聲尤其是從同時運行的多個來源發(fā)出的噪聲、氣流聲和很多人在聲反射空間中的談話聲。如圖2所示，本發(fā)明的一個實施方案包括至少一個粘彈性層2和至少一個與粘彈性層2接觸的對應的多個或一組離散質量元件3。短語“接觸”包括被施加到粘彈性層的表面上的或嵌入在粘彈性層內的離散質量元件。吸收器定位在振動結構體的表面1上。本發(fā)明的吸收器可為撓性的以適形于各種表面，包括平坦表面(諸如墻壁、天花板、隔板、面板等)以及曲面(諸如管、轉筒、滾筒、彎曲的墻壁等)和更復雜的表面形狀(包括具有立柱的墻洞)。由于多個模態(tài)可由單一吸收器來處理，因此該吸收器可適用于很多模態(tài)密集的情形。本文所用的術語“衰減”是指噪聲或振動的降低。模態(tài)密集的結構體的振動和噪聲控制的被動方法已被認為在IOOHz以下的頻率時效率低下，并且在介于IOOHz和500Hz之間的頻率時僅部分地有效，尤其是當受激于寬帶激勵時。已知的TVA—次僅可被調諧至一個頻率，因此必須使用多個TVA以便衰減多個自然頻率。已熟知的是，TVA通過將不希望有的共振頻率峰分裂成目標共振頻率附近的兩個峰來起作用，所述TVA被調諧在所述目標共振頻率。如本文先前所述，在模態(tài)密集的結構體中，頻率處在目標頻率以下和以上的這兩個新產生的峰可放大這兩個頻率處的結構響應，因此會導致不可取的噪聲和/或振動的增大。已知的TVA被認為具有限定的連接區(qū)，即，它們在給定點連接到主結構體上，并且使用以下從牛頓第二運動定律推導出的公式來執(zhí)行調諧ω=(k/m)1/2(l)其中k代表調諧式振動吸收器的彈簧組件的剛度或彈簧常數，并且m代表調諧式振動吸收器的質量組件。如本領域的技術人員已知的那樣，對于單自由度的TVA，調諧是相對簡單的事識別要衰減的目標自然頻率、并且選擇具有滿足公式1以及導致所需的所得分裂的頻率響應所需的剛度和質量的彈簧組件和質量組件。為了選擇導致所需的模態(tài)分裂所需的質量，必須考慮質量比率。如本領域一般所知的那樣，質量比率被定義為μ=Hi2Zm1(2)其中m2代表吸收器的質量組件的質量(即，次質量)；并且Hi1代表振動結構體(也稱為主結構體)的質量(主質量)。根據本發(fā)明，調諧通過如下方式來實現首先識別振動結構中的受關注的頻率范圍內的要衰減的多個目標自然頻率或頻率范圍。接著，確定目標自然頻率所需的分裂程度和用于每個目標自然頻率的對應的質量比率。確定用于振動結構體中的每個目標自然頻率(即，具體地被定向而用于調諧的每個頻率，以便降低在或靠近目標頻率的聲音或振動)的質量比率。根據本發(fā)明，質量比率為被調諧至相同的目標自然頻率的所有離散質量的累積質量與振動主結構體在該自然頻率下的有效質量的比率。給定頻率O1下的質量比率μ按以下公式確定μωJ=Σm2ω^m1ωj(3)其中ΣHi2CO1代表被調諧至頻率Co1的所有離散質量元件的總和(即，次質量)；并且Hi1Co1代表以頻率(O1振動的主結構體的有效質量(S卩，主質量)。主結構體的有效質量近似為ΖΧΜ，其中M代表振動結構體的實際質量，并且Z為由該結構體的邊界條件限定的定標因數。如果要處理的結構體具有單自由度運動，則定標因數Z為1并且有效質量等同于實際質量。模態(tài)密集的結構體的有效質量計算起來較為復雜，因為存在很多要處理的模態(tài)，并且此類實際情況下的Z定標因數不容易獲得，除非進行實驗模態(tài)分析。對于具有一個以上自由度的運動的板狀結構體諸如墻壁來講，定標因數可近似為0.5，因為板運動在波腹之間、在波節(jié)之間、以及在波腹和波節(jié)之間是均勻地分裂的，因此如同橫梁一樣，板具有0.5的Ζ。此外，在第一模態(tài)以上，板具有大約相等數目的正自由度和負自由度。本發(fā)明的吸收器可被調諧至各種精密度。為了最精密地調諧本發(fā)明的吸收器，在計算質量比率時，可將針對用于按模態(tài)振型的振幅歸一化的調諧的每個目標自然頻率的模態(tài)質量用作有效質量(本文稱為“有效模態(tài)質量”)。有效模態(tài)質量為結構體在如下情況下可具有的質量即，整個結構體被當作用于在其共振頻率中的一個下的給定激勵位置的單自由度的“質量彈簧”系統(tǒng)。由于有效模態(tài)質量因每個頻率而異，因此質量比率μ繼而會因每個目標自然頻率而異。模態(tài)質量通過可商購獲得的模態(tài)分析軟件程序(例如，MEScope或ModalPlus)來確定。通過使用這種程序，使用用以激勵結構體的校準過的力和加速度計來完成模態(tài)測定，所述加速度計用以測量受關注的結構自由度上(即結構體的表面上)的各種點處的響應。對受關注的頻率范圍提取出本征值(自然頻率和阻尼比率)，并且對每個自然頻率提取出本征向量(模態(tài)振型)。該軟件計算每個模態(tài)振型的殘數，然后計算針對每個模態(tài)或頻率和自由度(即，結構體的表面上的每個位置)的模態(tài)質量。模態(tài)分析通過得自Bruel&KjaerNorthAmericaInc(Norcross，Georgia)的MEScope來生成。在一些情況下，已發(fā)現可優(yōu)選使用極低的質量比率來調諧以便最小化不同的分裂頻率峰的形成，所述頻率峰可無意地且不可取地與結構中預存在的模態(tài)相互作用。作為一個例證，當用于針對目標自然頻率來調諧吸收器的質量比率大于約0.04(4%)時，在該頻率處的峰會分裂并且會在較高頻率和較低頻率處生成兩個響應峰。已發(fā)現，當質量比率小于約0.04時，分裂是適度的，使得其顯現為似乎僅響應頻率的振幅降低了。原始頻率實際上的確分裂了，但分裂的頻率相互靠近，振幅較寬，因而重疊。圖4示出了小于和大于0.04的質量比率下的頻率響應。目標自然頻率為68Hz。示出了使用三個質量比率的三個吸收器，μ=0.45(使用27個具有26.2g質量的質量元件，每個均具有4.85cm2的質量接觸面積)，μ=0.10(使用質量元件中的6個)，和μ=0.0336(使用質量元件中的2個)。如圖所示，僅在μ=0.0336時存在未形成兩個不同峰的衰減。因此之故，當調諧本發(fā)明的吸收器時，可有益地使用低質量比率以便避免無意且不可取的與預存在的結構模態(tài)的相互作用。作為另外一種選擇，在一些其中某個頻率范圍內的很多靠近的模態(tài)各分裂成兩個不同模態(tài)(顯現為頻率響應曲線圖上的峰)的情況下，凈效應可為所討論的頻率范圍內的總體衰減的改善。在這些情況下，期望使用高于0.04的質量比率來調諧吸收器。在具有很多質量比率的情況下，分裂的頻率將以降低總體響應的方式與預存在的模態(tài)相互作用。當許多模態(tài)在給定頻率范圍內分裂時，所得結構響應為所有這些新模態(tài)的疊加。如果全部預存在的自然模態(tài)均通過使用吸收器而降低了，則該疊加與無吸收器時的預存在的結構體的頻率響應相比導致了較低的結構響應。放棄只使用調諧式振動吸收器的離散質量元件的質量和只使用調諧式振動吸收器的彈簧組件(即，粘彈性層)的剛度，已令人驚訝地發(fā)現，重要的是要考慮振動吸收器的連接幾何形狀，換句話講，考慮彈簧組件和離散質量元件的幾何形狀，因為它們是相互關聯(lián)的。具體地講，已發(fā)現離散質量元件接觸彈簧組件的接觸面積是在調諧本發(fā)明的振動吸收器時要考慮的重要因素。利用根據本發(fā)明的吸收器的結構體的振動和/或聲輻射的行為按以下公式可比按公式1更精確地預測ω=(k*/(m/A))"2(4)其中ω為所述振動或聲輻射的頻率(以rad/s為單位)；m為所述系統(tǒng)的質量組件即所述離散質量元件中的每個的質量(以克為單位)；A為每個質量元件和粘彈性層之間的接觸面積(以cm2為單位)(在本文中也稱為“質量接觸面積”或“接觸面積”)；并且k*為該系統(tǒng)的彈簧組件即粘彈性層的歸一化動態(tài)剛度(以N/cm/cm2為單位)，其被定義為通過除以質量接觸面積而歸一化的彈簧組件的動態(tài)剛度(k/A)。動態(tài)剛度在使用如圖3所繪的試驗裝置進行的動態(tài)振蕩試驗中確定。加速度計20或光探針(未示出)可用來檢測質量元件的位移/加速度，所述位移/加速度旨在由頻率分析儀22轉換為共振頻率并且用于試驗裝置，所述裝置包括離散質量元件3、粘彈性層2和振蕩器30上的支撐臺板28以測量試驗裝置系統(tǒng)的頻率。然后用于試驗裝置的彈簧組件的動態(tài)剛度根據以下公式(通過變換公式1獲得)來確定k=mω2已發(fā)現重要的是，使用動態(tài)振蕩試驗來經驗地確定彈簧組件的剛度，因為本發(fā)明的吸收器中的粘彈性層的典型的力/撓曲行為高度依賴于許多變量，包括撓曲所發(fā)生的位置、彈簧組件的預壓縮或預張緊的程度、以及質量接觸面積和/或接觸幾何形狀(接觸區(qū)域的實際形狀)。已發(fā)現僅基于公式1不可能精確且可靠地將吸收器調諧至模態(tài)密集的結構體中的間隔很小的目標自然頻率。這是表1中的數據所表明的。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如由該數據可知，按公式1所預測的頻率可偏離實測頻率多達因數3。意想不到的是，已發(fā)現使用具有大體上等同質量但具有不同質量接觸面積的不同質量元件的不同吸收器表現出了按因數2以上變化的頻率；而使用不同質量元件(其中一個質量元件具有為另一個質量元件的23倍的質量)的不同吸收器被顯示表現出了相同的自然頻率(在等同剛度下)。盡管質量和接觸面積可在大范圍內變化，但如果質量對接觸面積的比率相近，則由質量元件處理的自然頻率也相近，只要粘彈性層的歸一化動態(tài)剛度是恒定的。本發(fā)明的吸收器包括分布在振動結構體的表面上的至少一個粘彈性層。吸收器可覆蓋振動結構體的全部或基本部分。本發(fā)明的吸收器可連續(xù)地或部分地粘附或機械地點連接到該結構上或可具有任何其他相對于該結構體的物理接觸布置。本領域的技術人員將會理解，可使用很多其他連接方法。被選擇用作粘彈性層的材料相對于目標自然頻率具有適當的剛度，并且可容納用于給定應用的質量元件的累積質量。粘彈性層也應在材料的使用期限內提供不變的剛度以確保穩(wěn)定的性能。在一些應用中，吸收器的粘彈性層的剪切強度很重要，因為粘彈性層應抵抗重力而豎直地或水平地支撐已安裝上的離散質量元件的重量，而不會脫層、松垂、改變剛度或產生尺度上的畸變。要施加到建筑隔板和其他模態(tài)密集的結構體上以控制低頻即500Hz以下的振動和/或噪聲的振動和/或聲吸收器具有顯著的總質量。具有低剪切強度的粘彈性層材料將會在重力作用下松垂或脫層，尤其是當吸收器豎直地安裝時。可用作粘彈性層的合適的材料的實例包括開孔和閉孔泡沫諸如三聚氰胺泡沫、硅氧烷泡沫、聚烯烴泡沫和聚氨酯泡沫和由有機纖維或無機纖維以及它們的組合制成的各種纖維材料、以及薄膜、聚合物片或任何在接觸時表現出支撐質量元件共振所需的彈簧樣特性的材料和結構。粘彈性層任選地可包括附加層諸如薄膜、稀松布、膜或金屬層。粘彈性層可為同質材料或異質材料。本發(fā)明的吸收器包括與粘彈性層接觸的多個間隔開的離散質量元件。每個離散質量元件均被調諧成根據如上所述的公式的振動結構體的目標自然頻率ω。質量組件基于本文的公式3和4的解來選擇。從公式3(質量比率)可解出次質量，即被調諧至相同頻率的離散質量元件的累積質量。在選擇了用于吸收器的粘彈性層之后，可從公式4解出m/A。質量元件可通過任何已知方法連接到粘彈性層上，包括通過膠粘或機械連接等來連接。它們也可嵌入在粘彈性層中或設置在多個鄰近粘彈性層之間。對于給定模態(tài)，將離散質量元件優(yōu)選放置在相對低的有效模態(tài)質量的位置。在波節(jié)區(qū)域(其中特定模態(tài)的運動為零或極小)，有效模態(tài)質量變得非常大，因此將質量元件放置在這些位置將會影響甚微。質量元件均可由相同的材料或不同的材料制成。質量元件的材料優(yōu)選為非腐蝕性的或在其中將使用吸收器的環(huán)境中不會表現出任何其他不利影響，并且可與所接觸的其他材料相容。質量元件可由撓性材料制成以便貼合特別形狀的振動結構體諸如彎曲的設備覆蓋件、管道等。質量元件可具有各種形狀和尺寸。對于很多應用諸如用于覆蓋二維墻壁或圓形形狀的管道來講，質量元件可為相對平坦并且小的，以便使該復合材料成為薄的、撓性的并且可適形于各種表面。質量元件可方便地成為例如扁平的實心元件、盤、炸面圈形狀的元件諸如墊圈等。已發(fā)現，通過使用具有極小質量的單個質量元件使得被調諧至相同頻率的所有質量元件的累積質量比率μ如上所述小于約0.04，可避免不可取的峰分裂。每個質量元件均具有小于約50g，甚至介于約Ig和20g之間的質量。所述(m2/A)比率可小于5g/cm2。根據上述公式3和4來選擇對應于它們的響應頻率的質量元件以大體上匹配存在于振動結構體中的目標自然頻率。使用可提供大體上等同于結構體中所存在的目標自然頻率的吸收器頻率的質量元件可導致吸收器有效地吸收發(fā)源于該結構體的目標振動和/或噪聲?？筛淖兏鶕景l(fā)明的吸收器內的質量元件的質量、質量接觸面積和/或粘彈性層的剛度，以便定向該結構中的多個自然頻率。在常規(guī)振動吸收器中，本領域的技術人員可根據公式1通過調節(jié)吸收器剛度k和吸收器質量m來調諧吸收器。根據本發(fā)明，為了調諧吸收器以衰減在介于和ωs之間的頻率范圍內的若干個不希望有的共振，初始時選擇吸收器的歸一化動態(tài)剛度(對于同質材料通常為相對恒定的值)和吸收器質量m2,is以根據如下公式4來處理受關注的最低頻率ω<s=(k*is/(m2,is/A))"2。然后將變量導入到質量、接觸面積和/或剛度中。假定具有恒定的吸收器剛度和恒定的接觸面積，計算出導致吸收器在介于ω<￡和ω^之間的范圍內有效所需的吸收器的質量元件的質量變化，由公式4認識到，具有了恒定的吸收器剛度和接觸面積，(ω低/ω髙)2=m2,髙/m2,低，有可能解出m2,髙?？蓪㈦x散質量元件包括在吸收器中，它們具有相同的接觸面積和在mal和ma2之間變化的質量，從而可用吸收器來處理《<￡至的頻率范圍。可將被調諧至振動結構體的多個目標自然頻率的多組離散質量元件用于吸收器中，以降低寬帶振動和/或噪聲。類似地，由公式4可知，接觸面積對共振頻率有影響，也就是說，2=k7(m2/A)=AXkVm2，其中A為每個質量元件和粘彈性層之間的質量接觸面積。通過在面積范圍內改變質量元件的接觸面積，有可能處理某個頻率范圍。質量和接觸面積可通過在粘彈性層上包括具有變化的尺寸和形狀的質量元件來同時改變，如圖2所示。為了確定導致吸收器在介于ω<￡和ωs之間的范圍內有效所需的粘彈性層的剛度的變化，由公式4可知，對于恒定的質量和面積，(ωβ/ω髙)2=kffi/k髙或(《低/ω髙)=(kis/ks)1/2，有可能解出ks。然后可修改或設計吸收器的粘彈性層以便該層的剛度可在k低和k髙之間變化。以此方式，《低至ω高的頻率范圍可由單一吸收器來處理?？衫糜靡栽趩我徽硰椥詫觾荣x予可變剛度的各種方法。對于很多應用來講，可有益地以重復圖案在空間上改變局部剛度。該剛度變化可通過用于改變層厚度以便同質粘彈性層具有相對較厚部分和較薄部分的方法來實現，諸如通過切割、分層、層壓、物理沉積等來形成粘彈性層的橫截面輪廓。用于改變層厚度和密度的方法包括絎縫、縫合、銷接等、以及任何其他以特定圖案形成具有橫截面輪廓的粘彈性層的方法。圖9示出了導致粘彈性層的較厚部分32和較薄且較密部分34的絎縫過的粘彈性層30的橫截面，其中部分34具有較大剛度。作為另外一種選擇，剛度可局部地改變以形成異質材料，而無需通過化學地或機械地硬化粘彈性層來改變層厚度?；瘜W硬化可能導致局部化學結構改變，諸如通過化學熔合、浸漬或壓實。一種改變泡沫粘彈性層剛度的方法是通過以某種圖案機械壓碎泡沫孔的支撐以產生所需的空間剛度分布來進行。物理硬化的實例包括起因于在能量諸如熱、紫外線、X射線、紅外線等的照射下發(fā)生的局部聚合反應、交聯(lián)等的特性的局部變化。上述方法的組合也是可能的。這還可通過將該結構與另一個層層壓或通過添加硬化層來實現。在具有較低剛度的粘彈性層的區(qū)域，較低自然頻率可被吸收；而同時在具有較高剛度的粘彈性層的區(qū)域，較高自然頻率可被吸收。可在吸收器中同時利用質量元件的質量變化、粘彈性層的質量接觸面積和/或剛度的組合，從而導致吸收器的頻率變化以便處理受關注的頻率范圍。根據本發(fā)明的一個實施方案，本發(fā)明的吸收器可被設計并精密地調諧成改善模態(tài)密集的結構體內的具體自然頻率下的振動和聲輻射的衰減。在該實施方案中，首先分析結構體的自然頻率以便了解受關注的頻率范圍內的聲壓級的振幅，并且了解空間地分布在結構體的表面上的每個頻率下的模態(tài)振型。選擇至少兩個要衰減的具體自然頻率?；谶@些選擇的頻率，使用公式3和4來確定粘彈性層剛度以及離散質量元件的質量和接觸面積?；趯τ赡B(tài)分析確定的波節(jié)和波腹的空間位置的認識，將離散質量元件優(yōu)選在和靠近波腹處施加到粘彈性層上以便獲得最大效果。根據該實施方案，優(yōu)選地避免波節(jié)，因為施加在波節(jié)處的質量對源自該結構體的振動和聲輻射沒有影響。根據本發(fā)明的另一個實施方案，本發(fā)明的吸收器被設計成改善結構體內的某個自然頻率范圍內的而非具體自然頻率下的振動和聲輻射的衰減。該方法的精密性不如針對具體自然頻率所作的定向和調諧；然而，通過使用如前所述的質量元件的質量變化、質量接觸面積的變化和/或粘彈性層的剛度的變化，可用利用了單一粘彈性層的單一吸收器來衰減多個自然頻率下的振動和聲輻射。在該實施方案中，沒有必要完整地研究存在于結構體中的模態(tài)。相反，可識別受關注的頻率范圍?？蛇x擇粘彈性層以及離散質量元件的尺寸和形狀。將質量元件放置在粘彈性層的表面上。盡管可將一些質量元件放置在它們不起作用的位置，即在波節(jié)的位置或靠近波節(jié)，但該實施方案可經濟地生產并且已發(fā)現可有效地衰減振動和聲輻射，甚至在低頻下也是如此。質量元件可放置在粘彈性層上，彼此隔開例如至少1.5cm的距離。眾所周知，粘彈性層上或其中的空間是有限的；因此每個離散質量元件的質量對接觸面積的比率可為例如小于5g/cm2以便實際上可在同一粘彈性層上或在其中放置很多質量元件。在很多模態(tài)密集的結構體諸如墻壁中，尤其是低頻率振動和聲輻射，利用被動控制方法仍然難以消除或顯著地降低。已發(fā)現本發(fā)明的吸收器可有效地降低聽覺范圍內的頻率下和低頻包括小于約1000Hz，甚至小于約500Hz，并且甚至小于約350Hz的頻率下的振動和噪聲輻射?？衫酶鞣N方法來展現本發(fā)明的吸收器的改進。根據一個方法，當該結構體受激于寬帶輸入激勵時，響應函數在某個受關注的頻率范圍內的窄帶譜內的頻率下具有較低的聲壓級(SPL)或較低的機械振動。本發(fā)明可用來在倍頻程頻率范圍的某個部分內，例如在大約1/3倍頻程帶范圍內連續(xù)地改善窄帶頻率響應函數譜。例如，如果所討論的倍頻程介于125Hz和250Hz之間，則可在125Hz和157Hz之間，即在第一三分之一倍頻程帶內實現SPL的連續(xù)降低。根據另一個定義該改進的方法，當與現有技術相比時，在約4000Hz以下的頻率下，該振動和聲吸收器可將噪聲和/或振動的總體水平累計降低至少IdB(A-標度)。根據另一個定義該改進的方法，在約4000Hz以下的頻率下，該振動和聲吸收器可將噪聲和/或振動的總體水平累計降低至少3dB(Α-標度)。該改進通過比較利用了本發(fā)明的吸收器的結構體的頻率響應與不具有該吸收器的結構體的頻率響應來確定。根據另一個定義該改進的方法，用于比較目的的頻率響應可用窄帶譜數據來記錄；或作為另外一種選擇，使用已用頻譜分析儀所確定的1/12或1/3倍頻程帶分析評測過的數據。當試圖確定是否存在某個頻率范圍內的連續(xù)改進時，可方便地使用計算出的1/3或1/12倍頻程帶數據在每個帶內比較使用了根據本發(fā)明的吸收器的結構體的數據(SPL、TL或機械振動)與不具有根據本發(fā)明的吸收器的結構體的數據。當在任何3個鄰近1/12倍頻程帶處存在至少IdB的改進并且在任何2個鄰近1/3倍頻程帶處存在至少IdB的改進時，即認為該改進是連續(xù)的。作為另外一種選擇，頻率響應函數可用倍頻程帶數據分析來收集，并且當在任何兩個鄰近倍頻程帶處存在至少IdB的改進時，即認為其是連續(xù)的。本發(fā)明的吸收器也可包括多個交替層的粘彈性層和多個對應于且接觸粘彈性層的離散質量元件。具有單一粘彈性層和對應的多個離散質量元件的每個吸收器層均可被調諧至存在于某個獨立頻率范圍或帶中的自然頻率。本文所述的改變質量、接觸面積和/或剛度的方法可因層而異。例如，質量元件可沿一個模態(tài)的波腹線放置在一個粘彈性層上；同時在吸收器的另一個粘彈性層上，質量元件可沿另一個要衰減的模態(tài)的波腹線放置。在本文所公開的全部實施方案中，本發(fā)明的吸收器中的阻尼的增大可有益地降低噪聲傳輸。共振響應的顯著降低在阻尼比率為1%，甚至5%，甚至10%和更高時是可能的。粘彈性層的典型的已知阻尼比率為介于約0和約0.5(50%)之間。本發(fā)明的吸收器適于用在發(fā)出聲音或振動的振動表面上，例如墻壁、隔板、天花板、地板、窗簾、設備機罩(包括用于泵劑、壓縮機、馬達、引擎、凸輪等的外殼、隔離板、工業(yè)噪聲屏障、路面噪聲屏障、帳篷、機動車噪聲屏障、以及火車和軍用車輛上的聲音屏障。本發(fā)明的吸收器也可有效地用在此類表面的部分上。該吸收器材料易于按尺寸切割并且易于安裝。該吸收器可安裝在各種形狀包括曲面和管上。本發(fā)明的吸收器可與其他減噪方法諸如吸收器、屏障和阻尼器相組合。實施例實施例1根據本發(fā)明的吸收器使用一層開孔三聚氰胺泡沫(源自IllbruckAcousticInc.(Minneapolis,Minnesota)的白色Wi11tec泡沫)來形成，其具有通過絎縫產生的圖案化剛度變化。原始三聚氰胺泡沫層為13mm厚，具有9.4kg/m3的基重，120瑞利的比氣流阻力和3，500N/m/cm2的相對恒定的平均歸一化動態(tài)剛度k*(使用本文所述且圖3所示的試驗裝置來確定)。將該泡沫用0.Imm厚、17g/m2基重的尼龍6，6紡粘稀松布在泡沫的雙側上進行了絎縫。將大約IlcmXllcm的菱形圖案絎縫到泡沫中，所得厚度為6mm至13mm。用于該實施例吸收器的質量元件為平坦的鍍鋅鋼盤，其外徑為2.54cm，在中間具有一個孔，并且橫截面積為3.35cm2。單個質量元件重量對質量接觸面積的比率通過改變單個質量元件的質量和質量元件的橫截面積來改變。質量元件的重量在4.65g和6.6g之間變化，具有5.69g的平均重量(0.45的標準偏差)。質量元件按以下圖案被分布在絎縫過的三聚氰胺泡沫層的表面上每一絎縫過的菱形有3個質量元件靠近四個菱形拐角中的三個。從質量元件到縫合線的距離是變化的。對于1.07kg/m2的質量元件的所得密度，兩個鄰近質量元件的邊緣之間的最近距離為約2cm。該實例吸收器通過下述的層壓方法來制成。將乙酸乙烯酯水基膠(得自efiPolymers(Denver,Colorado)的WA2173)用滾筒刷以大約0.3kg/m2的速率涂覆到絎縫過的三聚氰胺泡沫層的一個表面上。將質量元件放置在膠層上，并且將非織造層放置在質量元件上。非織造層為熔噴聚丙烯層，其具有13mm的厚度、0.2kg/m2的基重和94瑞利的比空氣阻力(得自KimberlyClark(Dallas,Texas)的SP-500)。然后用膠來將附加的絎縫過的三聚氰胺泡沫層層壓到非織造層上，并且隨后將具有l(wèi)lb/ft2(4.9g/m2)基重的非加強的3mm厚的乙烯基加載的柔軟的質量屏障層壓到附加的泡沫層上。所得吸收器為約38mm厚，并且具有以下的底部至頂部結構絎縫過的泡沫、質量元件、非織造層、絎縫過的泡沫、柔軟的質量屏障。該吸收器的總基重為7.66kg/m2，并且該吸收器的總尺寸為2.44m乘2.44m。比較吸收器以類似方法制備，但不具有質量元件。該吸收器的總基重為6.34kg/2mο在制造之后，將實施例吸收器和比較吸收器在室溫下調理至少2星期。此外，在聲學試驗之前，將吸收器在受控室氣氛汀=231并且冊=60%)下調理24小時。使用實驗裝置獲得了呈聲壓級(SPL)(IHz的采樣分辨率)數據的窄帶形式的頻率響應數據，所述裝置包括符合ASTME90的混響聲源室和混響接收室的組合。將該比較吸收器和本發(fā)明的吸收器用螺桿固定到試驗架上，然后在接收室側上使用噴霧膠(3M77)牢固地連接到鋁板(具有2mm乘2.44m乘2.44m的尺度和32kg的總重量)上，使絎縫過的泡沫層牢固地接觸該板表面。將吸收器的質量屏障層的表面暴露于接收室。將鋁板豎直地插入到聲源和接收室之間的試驗架的開口中，用氯丁橡膠襯墊與該架分離。將邊緣密封以防止側緣噪聲。用于該試驗的激勵為在聲源室中產生的寬帶白噪聲。將麥克風安裝在接收室的中間以收集板的頻率響應函數(FRF)，所述函數在該情形中為具有IHz分辨率的聲壓級窄帶數據。由圖5可見，振動鋁板的頻率響應函數譜(線10)在此處所存在的頻率范圍(50Hz至450Hz)內是模態(tài)密集的。圖5比較了未應用吸收器時的鋁板的頻率響應(線10)、具有比較吸收器時的板的頻率響應(線11)和具有根據本發(fā)明的實施例吸收器時的板的頻率響應(線12)。在IOOHz至280Hz的頻率范圍內，與比較實施例相比，該實施例吸收器提供了按SPL窄帶數據計的3-10dB的連續(xù)改進。圖6顯示了相同實驗的傳輸損耗(TL)數據，但具有在1/3倍頻程帶中采集的數據。可以看出，在IOOHz至250Hz的頻率范圍內，與比較吸收器(線11)相比，實施例吸收器(線12)提供了3-5dB的連續(xù)的TL改進。實施例2如在實施例1中那樣，根據本發(fā)明的吸收器使用一層開孔三聚氰胺泡沫(源自IllbruckAcousticInc.的白色Wi11tec泡沫)來形成，該泡沫層具有3，500N/m/cm2的歸一化動態(tài)剛度k*。用于該實施例吸收器的質量元件為平坦的鍍鋅鋼盤，其外徑為25cm，在中間具有一個小孔，并且橫截面積為4.85cm2。單個質量元件重量對質量接觸面積的比率通過改變單個質量元件的質量來改變。選擇了三組具有相同橫截面積和不同質量的質量元件。一組質量元件具有6g的平均重量(0.1的標準偏差)和0.0245的質量比率μ?。灰唤M質量元件具有12g的平均重量(0.6的標準偏差)和0.0245的質量比率μ2；并且一組質量元件具有18g的平均重量(0.03的標準偏差)和0.0203的質量比率μ3。質量比率使用鋁板的總重量作為主質量來計算。將質量元件按以下交替序列沿豎直排的相同的重量質量元件分布在三聚氰胺泡沫層的表面上6g-12g-6g-18g-6g-12g。在水平方向和豎直方向上，相鄰質量元件的中心之間的距離為102mm。對于0.92kg/m2的質量元件的所得密度，兩個鄰近質量元件的邊緣之間的最近距離為約76cm。該實施例吸收器通過下述的層壓方法制成。將0.1!11111厚、178/1112基重的尼龍6，6紡粘稀松布放置在該泡沫上。將乙酸乙烯酯水基膠(得自efiPolymers的WA2173)用噴霧器以大約0.05kg/m2的速率涂覆到具有稀松布的該泡沫的一個表面上。將質量元件放置在膠層上，并且將非織造層放置在質量元件上。非織造層為熔噴聚丙烯層，其具有13mm的厚度、0.2kg/m2的基重和94瑞利的比空氣阻力(得自KimberlyClark(Dallas,Texas)的SP-500)。然后用膠將非加強的3mm厚的乙烯基加載的柔軟的質量屏障(lpsf-4.9g/m2)層壓到非織造層上。所得吸收器為約25mm厚，并且具有以下的底部至頂部結構泡沫、質量元件、非織造層、柔軟的質量屏障。該吸收器的總基重為6.88kg/m2，并且該吸收器的總尺寸為2.44m乘2.44mο比較吸收器以類似方法制備，但不具有質量元件。該吸收器的總基重為5.95kg/m2如實施例1中所述的那樣將該實施例吸收器和比較吸收器進行了調理，并且獲得了呈聲壓級(SPL)(IHz的采樣分辨率)數據的窄帶形式的頻率響應數據。圖7按SPL窄帶數據示出了介于約50Hz和約160Hz之間的頻率范圍內的當與不具有吸收器的鋁板(10)的頻率響應相比時的本發(fā)明的吸收器(14)的改進的性能，并且按SPL窄帶數據示出了介于約80Hz和約160Hz之間的頻率范圍內的當與具有比較吸收器(13)的鋁板的頻率響應相比時的本發(fā)明的吸收器(14)的改進的性能。實施例3根據本發(fā)明的吸收器被形成為具有兩個粘彈性層和與這兩個粘彈性層接觸的兩個對應組的質量元件。該吸收器適用于具有間隔開40.64cm的立柱的模態(tài)密集的墻壁。第一粘彈性層由實施例1中所用的泡沫層形成。如實施例1中所述的那樣，用紡粘稀松布將該泡沫在該泡沫的雙側上進行了絎縫。選擇了用于接觸第一粘彈性層的兩組質量元件。第一組為平坦的鍍鋅鋼盤，所述鋼盤具有2.54cm的外徑，在中間具有一個孔，并且橫截面積為3.35cm2。單個質量元件重量對質量接觸面積的比率通過改變單個質量元件的質量和質量元件的橫截面積來改變。質量元件的重量在4.65g和6.6g之間變化，具有5.69g的平均重量(0.45的標準偏差)。第二組質量元件為鋼盤，所述鋼盤具有25.4mm的外徑，在中間具有一個小孔，并且橫截面積為4.85cm2。質量元件的重量在19.Og和19.6g之間變化，具有19.4g的平均重量(0.14的標準偏差)。在1.32m的泡沫寬度上以12個豎直排將質量元件分布在絎縫過的三聚氰胺泡沫層的表面上。第二粘彈性層使用一層開孔三聚氰胺泡沫(源自IllbruckAcousticInc.的灰色Wi11tec泡沫)來形成。該三聚氰胺泡沫層為13_厚，具有9.4kg/m3的基重、170瑞利的比氣流阻力和870N/m/cm2的相對恒定的平均歸一化動態(tài)剛度k*。選擇兩組質量元件以用于接觸第二粘彈性層。第一組為平坦的鍍鋅鋼盤，所述鋼盤具有2.54cm的外徑，在中間具有一個孔，并且橫截面積為3.35cm2。單個質量元件重量對質量接觸面積的比率通過改變單個質量元件的質量來改變。質量元件的重量在3.2g和4.9g之間變化，具有3.9g的平均重量(0.44的標準偏差)。第二組質量元件為鋼盤，所述鋼盤具有25.4mm的外徑，在中間具有一個小孔，并且橫截面積為4.85cm2。質量元件的重量在19.Og和19.6g之間變化，具有19.4g的平均重量(0.14的標準偏差)。在1.32m的泡沫寬度上以9個豎直排將質量元件分布在絎縫過的三聚氰胺泡沫層的表面上。第一層的質量元件的所得總密度為0.94kg/m2，并且第二層的為0.33kg/m2該實施例吸收器通過下述的層壓方法來制成。將乙酸乙烯酯水基膠(得自efiPolymers的WA2173)用滾筒刷以大約0.3kg/m2的速率涂覆到第一泡沫層的一個表面上。將對應組的質量元件放置在膠層上，并且將在雙側上層壓了尼龍6，6稀松布的第二泡沫層放置到質量元件上。將另一層膠涂覆到第二泡沫層上，并且將對應組的質量元件放置在該膠上。將具有約20mm的厚度、0.33kg/m2的基重和130瑞利的比空氣阻力的熔噴聚酯層放置到質量元件上。在該組合件中未使用柔軟的質量屏障。所得吸收器為約38mm厚，并且具有以下的底部至頂部結構絎縫過的泡沫、質量元件、泡沫、非織造層。該吸收器的總基重為3.14kg/m2，并且該吸收器的總尺寸為3.Om乘4.3m。制備了比較吸收器，其不具有質量元件并且添加了柔軟的質量屏障。該吸收器的總基重為6.75kg/m2。該比較主動實施例具有大約兩倍的該本發(fā)明的吸收器的重量。將該吸收器施加到未絕緣的單一鋼立柱墻的3.Om乘4.3m的面積上，所述墻在每側上具有16mm的石膏板。將該墻壁直接構建在試驗架內并且密封在聲源和接收室之間。如實施例1中所述的那樣將該實施例吸收器和比較吸收器進行了調理。如在實施例1中那樣獲得了呈聲壓級(SPL)(IHz的采樣分辨率)數據的窄帶形式的頻率響應數據，但使用的是不同的試驗布置。將揚聲器面向聲源室中的墻壁放置，成該墻壁相距1英寸。將麥克風類似地放置成與接收室中的墻壁相距1英寸。在麥克風的周圍使用半消聲機罩以防止源自試驗環(huán)境的聲輻射。圖8a和8b示出了50Hz至250Hz頻率范圍內的比較吸收器(圖8a)和實施例吸收器(圖8b)的性能。根據TL(窄帶數據)，當在介于約60Hz和約170Hz之間的頻率范圍內與比較吸收器的頻率響應相比時以及當在約IOOHz至170Hz范圍內與不具有吸收器的金屬立柱墻的頻率響應相比時，該實施例吸收器表現出了改進的性能。權利要求振動吸收器，所述振動吸收器包括a)粘彈性層，所述粘彈性層分布在模態(tài)密集的振動結構體上，所述振動結構體具有有效質量，并且當受激于寬帶輸入激勵時，所述振動結構體表現出其中存在第一目標自然頻率和第二目標自然頻率的頻率響應譜；b)與所述粘彈性層接觸的多個離散質量元件，其中所述離散質量元件的第一部分被調諧成吸收在所述振動結構體的第一目標自然頻率下的振動，并且所述離散質量元件的第二部分被調諧成吸收在所述振動結構體的第二目標自然頻率下的振動。2.權利要求1的振動吸收器，其中所述吸收器被調諧成通過選擇下列方法中的一種來吸收所述自然頻率下的振動，所述方法為a)改變所述離散質量元件的接觸面積，或b)改變所述粘彈性層的剛度，或c)它們的組合。3.權利要求1的振動吸收器，其中被調諧至所述振動結構體的自然頻率的所述離散質量元件的累積質量與所述振動結構體在對應的自然頻率下的有效質量的質量比率小于約0.04。4.權利要求1的振動吸收器，其中所述多個離散質量元件通過使質量元件具有不同的質量值而被調諧至多個目標自然頻率。5.權利要求1的振動吸收器，其中所述多個離散質量元件被具有不同的質量接觸面積的質量元件調諧至多個目標自然頻率。6.權利要求1的振動吸收器，其中所述吸收器被具有可變剛度的所述粘彈性層調諧至多個目標自然頻率。。7.權利要求1的振動吸收器，其中一個以上的參數同時改變，所述參數選自所述離散質量元件的質量、所述離散質量元件的質量接觸面積和所述粘彈性層的剛度。8.權利要求1的振動吸收器，其中被調諧至相同頻率的所述多個離散質量元件大部分分布于在所述結構振動模態(tài)處所表現出的波腹處，所述模態(tài)與所述被調諧的自然頻率相關聯(lián)。9.權利要求1的振動吸收器，其中被調諧至相同頻率的多個離散質量元件均勻地分布在所述振動吸收器上。10.權利要求1的振動吸收器，其中被調諧至相同頻率的多個離散質量元件隨機地分布在所述振動吸收器上。11.權利要求1的振動吸收器，其中所述吸收器有效地降低發(fā)源于所述振動結構體的連續(xù)地在至少1/3倍頻程帶頻率范圍內的振動級。12.權利要求1的振動吸收器，其中所述吸收器有效地降低發(fā)源于所述振動結構體的在使用窄帶頻譜的1/3倍頻程帶內的大多數頻率下的振動級。13.權利要求1的振動吸收器，其中所述吸收器降低在小于1000Hz的自然頻率峰值下的振動。14.權利要求1的振動吸收器，其中所述多個離散質量元件各具有小于約50g的質量。15.權利要求1的振動吸收器，其中所述多個離散質量元件各具有介于約lg和約20g之間的質量。16.權利要求1的振動吸收器，其中所述離散質量元件間隔開至少約1.5cm。17.權利要求1的振動吸收器，其中所述多個離散質量元件中的每一個的質量與質量接觸面積A的比率小于約5g/m2。18.權利要求1的振動吸收器，所述振動吸收器還包括分布在所述多個離散質量元件上的第二粘彈性層。19.權利要求18的振動吸收器，其中分布在所述多個離散質量元件上的所述第二粘彈性層不同于所述第一粘彈性層。20.權利要求18的振動吸收器，所述振動吸收器還包括與所述第二粘彈性層接觸的第二多個離散質量元件。21.權利要求1的振動吸收器，所述振動吸收器還包括分布在所述多個離散質量元件上的多個附加吸收器層，其中每個附加吸收器層均包括粘彈性層和與所述粘彈性層接觸的多個離散質量元件。22.權利要求1的振動吸收器，其中所述粘彈性層包括絎縫過的泡沫層，所述泡沫層相對于所述粘彈性層的平面具有局部剛度變化。23.權利要求1的振動吸收器，其中所述粘彈性層具有橫截面輪廓，所述輪廓包括較薄部分和較厚部分，其中所述第一粘彈性層的較薄部分具有高于所述第一粘彈性層的較厚部分的剛度。24.組合件，所述組合件包括(a)結構體的至少一個模態(tài)密集的振動表面；和(b)分布在所述振動表面上的權利要求1的振動吸收器，所述振動吸收器用以衰減至少以兩個不同的自然頻率發(fā)源于所述結構體的表面的振動。25.權利要求24的組合件，其中所述結構體選自墻壁的至少一部分、隔板、天花板的至少一部分、地板的至少一部分、窗簾、設備機罩、隔離板、工業(yè)噪聲屏障、路面噪聲屏障、帳篷、和機動車噪聲屏障。26.用以提供對振動和/或聲音的寬帶控制的改進的振動和聲音吸收器，所述振動和/或聲音在模態(tài)密集的振動結構體受激于寬帶輸入激勵時發(fā)源于所述結構體的表面，其中所述振動結構體具有有效質量，并且所述振動結構體表現出其中存在至少兩個目標自然頻率的頻率響應譜，所述吸收器包括a)具有動態(tài)剛度的粘彈性層，所述粘彈性層分布在所述振動表面上；b)接觸所述粘彈性層的多個離散質量元件，所述質量元件被調諧至所述振動結構體的目標自然頻率；其中所述吸收器被調諧至根據以下公式的每個目標自然頻率⑴質量比率，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中Em2i代表被調諧至目標自然頻率…的所述多個離散質量元件的累積質量，mn代表所述振動結構體在自然頻率下的有效質量；并且所述質量比率小于約0.04；和(ii)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中i為所述自然頻率^^的數目，m2i為被調諧至相同頻率…的每個離散質量元件的質量，k廣為用于第i個自然頻率的所述粘彈性元件的歸一化動態(tài)剛度，并且Ai為每個離散質量元件在其上接觸所述粘彈性層的接觸面積，其中選自所述離散質量元件的質量、所述離散質量元件的質量接觸面積和所述粘彈性層的剛度的至少一個參數被設定為至少i個值，以便所述吸收器被調諧至至少i個目標自然頻率。27.構造振動吸收器的方法，所述振動吸收器包括分布在模態(tài)密集的振動結構體上的粘彈性層和與所述粘彈性層接觸的多個離散質量元件，所述振動結構體具有有效質量，并且當受激于寬帶輸入激勵時，所述振動結構體表現出其中存在第一目標自然頻率和第二目標自然頻率的頻率響應譜；其中所述離散質量元件的第一部分被調諧成吸收所述振動結構體的第一目標自然頻率下的振動，并且所述離散質量元件的第二部分被調諧成吸收所述振動結構體的第二目標自然頻率下的振動；所述方法包括以下步驟a)分析所述結構體的自然頻率以找出I.在受關注的頻率范圍內的聲壓級的振幅，和II.在所述結構體的表面上的在每個頻率下的模態(tài)振型，以及iii.波腹的位置；并且b)選擇至少兩個要衰減的具體自然頻率，并且c)計算所述粘彈性層剛度、所述離散質量元件的質量、和所述離散質量元件的接觸面積，其中I.CO=(kV(m/A))l/2其中i.為振動或聲輻射的頻率(以rad/s為單位)；并且ii.m為系統(tǒng)的質量組件即所述離散質量元件中的每個的質量(以克為單位)；并且iii.A為每個質量元件和所述粘彈性層之間的接觸面積(以cm2為單位)，并且iv.k*為所述粘彈性層的歸一化動態(tài)剛度(以N/cm/cm2為單位)，其被定義為通過除以所述質量接觸面積而歸一化的彈簧組件的動態(tài)剛度(k/A)；并且II.被調諧至所述自然頻率的離散質量單元的質量比率為P=Em2col/mlco1其中i.Em2co1代表被調諧至頻率co1的所有離散質量元件的總和，并且ii.mlcol代表以頻率co1振動的所述模態(tài)密集的振動結構體的有效質量，并且所述質量比率等于約0.04;并且d)在波腹處和靠近所述波腹將所述離散質量元件施加到所述粘彈性層上。全文摘要本發(fā)明涉及被動分布式振動吸收器，其利用了多個離散質量元件(3)和粘彈性層(2)，該振動吸收器有效地衰減受激于寬帶輸入噪聲激勵的模態(tài)密集的結構體(1)中的振動，并且可被調諧至此類模態(tài)密集的振動結構體中的包括低頻在內的多個自然頻率。文檔編號G01K11/16GK101836095SQ200880113340公開日2010年9月15日申請日期2008年10月31日優(yōu)先權日2007年10月31日發(fā)明者C·R·富勒,D·M·梅倫,J·A·小金,K·孔迪拉斯,M·A·拉蒙蒂亞,N·V·列維特申請人:納幕爾杜邦公司