局域共振型聲子晶體具有低頻段的彈性波帶隙特性,在振動(dòng)與噪聲控制工程領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。3維局域共振型聲子晶體的結(jié)構(gòu)形式目前主要是基于多組元材料體系,在面向工程實(shí)際的制造和應(yīng)用方面存在局限。對(duì)此,提出一種可實(shí)現(xiàn)低頻局域共振帶隙的單相3維聲子晶體結(jié)構(gòu),利用有限元方法計(jì)算了聲子晶體的能帶結(jié)構(gòu)、振動(dòng)模態(tài)和傳輸特性。結(jié)果表明:該結(jié)構(gòu)在具有高頻帶隙的同時(shí),可在歸一化頻率低于0.1的范圍內(nèi)打開相對(duì)帶隙寬度超過20%的低頻彈性波帶隙。結(jié)構(gòu)中球形質(zhì)量單元和連接體的局域共振是該低頻帶隙產(chǎn)生的主要原因。結(jié)構(gòu)材料屬性的變化影響帶隙頻率值的實(shí)際大小,而結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)決定帶隙在整個(gè)能帶結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的相對(duì)位置。通過改變結(jié)構(gòu)材料參數(shù)和幾何參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻帶隙邊界和帶隙寬度的調(diào)控。帶隙的進(jìn)一步拓寬可以通過構(gòu)造幾何參數(shù)漸變的組合結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所提出的單相3維聲子晶體結(jié)構(gòu)可用于低頻減振降噪材料和器件的設(shè)計(jì)開發(fā)。 

【文章來(lái)源】：工程科學(xué)與技術(shù). 2020,52(05)北大核心EICSCD

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3589090