低频噪声具有穿透能力强、传播距离远、不易衰减等特点,对低频噪声进行有效的控制一直是声学领域研究的难点之一。声学超材料是一种在亚波长范围内具有负等效特性的周期性复合材料,可以实现小尺寸结构控制大波长噪声,因此声学超材料在低频减振降噪领域具有独特的工程应用价值。本文设计了一种基于磁场控制的可调谐薄膜声学超材料结构,设计和制备了强度可变的轴向匀强磁场加载装置,首次实现了在受到轴向主动可调节磁场作用下,薄膜型声学超材料的声学性能的非接触式主动调谐,拓宽了声学超材料对低频噪声的控制带宽,并通过理论计算分析,有限元模拟仿真以及隔声实验对其在轴向可调节匀强磁场作用下,隔声特性的变化进行了详细的分析和研究,主要研究内容及工作如下:1、设计了一种基于磁场控制的可调谐薄膜声学超材料结构,该结构通过把附加磁铁固定在薄膜中心,并由可产生匀强磁场的轴向磁场加载装置施加电磁力于磁铁上,改变输入电流可变化作用于磁铁上的电磁力,进而改变声学超材料结构的等效参数,最终实现声学超材料声学性能的非接触主动调谐。在局域共振机理的基础上建立了该主动声学超材料的理论模型和结构模型,运用有限元软件对该模型在轴向匀强磁场作用下的隔声特性进行分析研究,结果表明:在轴向匀强磁场激励下,结构的声学特性与不加磁场时发生显著变化,随着输入电流强度的变大,结构隔声峰值对应频率向高频定向移动,有效拓宽结构隔声控制范围,实现声学超材料声学性能的非接触主动调谐。2、研究了模型结构的几何参数对可调谐声学超材料隔声特性的影响。主要研究了在相同轴向磁力作用下,不同薄膜厚度或不同附加磁铁质量对可调谐声学超材料隔声可控特性的影响规律。结果表明:增加薄膜厚度使得结构隔声峰值向高频移动,有效拓宽结构隔声带宽,拓宽轴向磁力作用下的隔声频率控制范围;增大附加磁铁质量使得结构隔声峰值向低频移动,有效改善结构初始低频隔声效果。3、研究了模型结构的材料参数和薄膜预应力对可调谐声学超材料隔声特性的影响。研究了在相同轴向磁力作用下,改变薄膜的杨氏模量或改变薄膜的预应力对可调谐声学超材料的隔声可控特性的影响。结果表明:增大薄膜的杨氏模量或预应力使得结构隔声峰值向高频移动,同时,对结构在轴向磁场作用下的隔声控制性能有积极影响,拓宽轴向磁力作用下隔声频率控制范围,使得结构声学性能在较大频率范围内实现非接触式主动调谐。4、搭建隔声测试平台分析可调谐声学超材料隔声特性。对现有声学测量系统进行改进,设计和制备了带轴向可调节匀强电磁场加载装置的声学测试系统。制备了可调谐声学超材料实验试件,运用基于四传感器法的阻抗管测试系统对可调谐声学超材料的隔声性能进行实验测试分析,并将实验数据和有限元软件仿真数据进行对比,结果表明:本文所设计的基于磁场控制的可调谐薄膜声学超材料结构具有较好的低频隔声可控性,能够实现结构隔声特性的非接触式主动调谐。