對(duì)振動(dòng)和噪聲的有效抑制是振動(dòng)工程領(lǐng)域一直以來(lái)所追求的目標(biāo)。近年來(lái),局域共振型聲子晶體的提出為低頻減振降噪技術(shù)的發(fā)展提供了全新的思路。憑借可靠性高,頻帶寬等優(yōu)勢(shì),利用聲子晶體實(shí)現(xiàn)減振降噪的方法成為了減振降噪領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),受到了學(xué)術(shù)界和工程界的廣泛關(guān)注。本文以設(shè)計(jì)一種具有低頻減振特性的聲子晶體板為研究目標(biāo),提出了一種新型的螺旋結(jié)構(gòu)聲子晶體板,并結(jié)合能帶結(jié)構(gòu)、振動(dòng)模態(tài)和傳輸特性,對(duì)其帶隙特性進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究。論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:首先分析了基于有限元法的聲子晶體板帶隙特性計(jì)算方法,結(jié)合能帶結(jié)構(gòu)和振動(dòng)模態(tài),系統(tǒng)研究了板波模態(tài)與局域共振模態(tài)的耦合作用;然后探究了基板和局域共振單元的參數(shù)對(duì)彎曲波帶隙特性的影響,發(fā)現(xiàn)選擇楊氏模量較低的材料作基板,基板變薄,適當(dāng)減小晶格常數(shù),選擇密度較高的材料作圓柱,增大圓柱高度,適當(dāng)減小螺旋結(jié)構(gòu)的寬度均有利于拓寬彎曲波帶隙;探究了阻尼對(duì)傳輸特性的影響,發(fā)現(xiàn)基板阻尼和螺旋結(jié)構(gòu)阻尼均可以抑制基板的共振峰;最后提出了一種由螺旋角度和圓柱高度梯度變化的局域共振單元所組成的有限周期聲子晶體板結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)低頻彎曲波帶隙的進(jìn)一步拓寬,其原理是疊加了每個(gè)共振單元的帶... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

按周期結(jié)構(gòu)維度分類的聲子晶體

第一章 緒 論第四章開(kāi)展螺旋結(jié)構(gòu)聲子晶體板的傳輸特性研究與優(yōu)化。針對(duì)聲子晶體低隙難以獲得，低頻帶隙過(guò)窄，不利于實(shí)際應(yīng)用等問(wèn)題，對(duì)局域共振單元的排式進(jìn)行研究。梯度改變單個(gè)共振單元的螺旋旋轉(zhuǎn)角度和圓柱高度，分別計(jì)算輸特性，總結(jié)有限周期結(jié)構(gòu)的帶隙特性隨梯度變化的規(guī)律，進(jìn)一步提出優(yōu)化結(jié)構(gòu)聲子晶體板低頻帶隙特性的方法。本章既是對(duì)第三章關(guān)于能帶結(jié)構(gòu)所表帶隙特性的驗(yàn)證，也是對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用的傳輸特性的進(jìn)一步研究。本章最后綜合了前文的研究結(jié)果，提出了螺旋結(jié)構(gòu)聲子晶體板的一個(gè)低頻減振應(yīng)用實(shí)例有推廣價(jià)值。本文的體系結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示。

第二章 聲子晶體理論基礎(chǔ)及帶隙特性計(jì)算方法研究問(wèn)題，該關(guān)系被稱為能帶結(jié)構(gòu)。能帶結(jié)構(gòu)中，帶隙就是指沒(méi)有能量與的那些區(qū)域。而根據(jù)聲子晶體的平移性和 Bloch 波的周期性可知，電子矢的周期性函數(shù)，且周期可以為任意的倒格矢。因此，再結(jié)合晶格的，可以得出，獲得能帶結(jié)構(gòu)所需要的所有波矢可以被局限到一個(gè)比簡(jiǎn)更小的區(qū)域，稱之為不可約布里淵區(qū)，一維和二維聲子晶體的不可約圖 2-1 陰影區(qū)域所示。同時(shí)，已有學(xué)者證明波矢取不可約布里淵區(qū)的高以得到特征值的極值[15]。綜上所述，波矢k 只需沿著不可約布里淵區(qū)的邊界選取波矢的值，即可定聲子晶體帶隙的能帶結(jié)構(gòu)，該結(jié)論可以大大簡(jiǎn)化關(guān)于聲子晶體帶隙量。


本文編號(hào)：2975747