本文關(guān)鍵詞：薄膜型聲學(xué)超材料隔聲性能的研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 聲學(xué)超材料 隔聲性能 帶隙 有限元分析 隔聲量測量

【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展,人們的生活水平的不斷提高,無論是航空航天和發(fā)動機中所用到的隔音材料,還是與人們生活息息相關(guān)的建筑材料等等,對隔音材料的要求都越來越高,不但要求其隔音效果要好,還要求其質(zhì)量要輕,并且對低頻隔聲也越來越重視。由于質(zhì)量作用定律的限制,在低頻時一些傳統(tǒng)的隔音技術(shù)已經(jīng)開始不能滿足人們的要求,而聲學(xué)超材料的出現(xiàn)正好能夠符合人們對低頻隔聲的要求。研究人員對低頻隔聲的超材料開展了大量研究,并取得了一些成就。本文研究了由剛性框架、柔性薄膜、附加質(zhì)量塊構(gòu)成的薄膜型聲學(xué)超材料的隔聲性能,主要從超材料帶隙的理論計算、隔聲量的有限元仿真和實驗驗證三方面進(jìn)行了研究。首先從經(jīng)典的聲子晶體的帶隙特性方面入手,對薄膜型聲學(xué)超材料按照二維薄板類聲子晶體,使用有限元理論和周期系統(tǒng)相結(jié)合方法,并利用Matlab編程計算得到了超材料的能帶結(jié)構(gòu)圖,分析了其帶隙頻率范圍。由于在帶隙頻率范圍內(nèi),彈性波的傳播會受到嚴(yán)重的抑制,在聲學(xué)理論中可以變現(xiàn)為高反射、低透射現(xiàn)象,所以本文中還采用有限元仿真的方法對多胞元超材料的隔聲量進(jìn)行了計算,兩種方法分析得到的帶隙頻率范圍非常接近。本文還詳細(xì)介紹了薄膜型聲學(xué)超材料隔聲量計算的有限元仿真方法。通過隔聲量曲線能夠更直觀和方便的分析帶隙頻率范圍和隔聲量大小,所以這里采用隔聲量的有限元仿真法來討論不同材料對薄膜型聲學(xué)超材料隔聲性能的影響。采用駐波管法對薄膜型聲學(xué)超材料單胞進(jìn)行隔聲量測量,采用此方法簡單方便,而且駐波管中的聲波傳播是以平面波的形式進(jìn)行傳播的,更符合理論情況。通過對超材料隔聲量的測量,表明實驗測量結(jié)果與仿真結(jié)果吻合的很好,驗證了有限元仿真的正確性。本文研究的薄膜型聲學(xué)超材料,在減振和隔聲方面有很大的潛在應(yīng)用價值。
[Abstract]:With the continuous development of science and technology, people's living standard continues to improve, whether it is used in aerospace and motor insulation material, or with the people's lives, building materials and so on, the sound insulation material requirements are increasingly high, not only requires its vibration sound effects better, but also for the quality of light, and the low frequency noise is also more and more attention. Due to the law of mass action in low frequency limit, some of the traditional sound insulation technology has been unable to meet people's requirements, and acoustic metamaterials can appear consistent with the requirements of the low frequency sound. To carry out a large number of researchers on the study of ultra low frequency sound insulation materials, and have made some this paper studies the achievement. By the rigid frame, flexible film, sound insulation performance of thin film acoustic metamaterials constitute additional mass, mainly from the bandgap metamaterials theoretical calculation, sound insulation Finite element simulation and experimental verification on three aspects. Firstly, starting from the band gap characteristics of phononic crystal classic, the film type acoustic metamaterial according to two-dimensional phononic crystal thin plate, combined with the method of using the finite element theory and cycle system, and calculate the energy band structure of metamaterials using Matlab programming, analysis of the bandgap frequency range. Due to the band gap frequency range, the propagation of elastic waves will be severely inhibited in the acoustic theory can be realized for high reflection, low transmission loss phenomenon, so the method also uses the finite Yuan Fangzhen metamaterial to multi cell is calculated. Two methods of analysis of the band gap frequency range is very close. This paper also introduces the method of finite element simulation calculation of thin film acoustic metamaterial acoustic volume. Through the sound insulation curve can be more intuitive and convenient The analysis of the band gap frequency range and sound insulation quantity, so here by using the finite element simulation method to discuss the influence of different insulation materials on the sound insulation performance of thin film acoustic metamaterials. By standing wave tube method for thin film acoustic metamaterial unit cell for sound insulation measurement, the method is simple and convenient, and the standing wave acoustic wave propagation in the tube is transmitted in the form of a plane wave, more in line with the theory. Through the measurement of super transmission loss, experiments show that the measurement results and simulation results are in good agreement, verifying the correctness of the finite element simulation. This paper studies the ultra thin film acoustic material has great potential application value in the vibration and sound insulation.

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB34

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1425860