【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)和航天事業(yè)的快速發(fā)展,對材料性能的要求也越來越高,復合材料因其優(yōu)良的力學性能得到了越來越多的應用。超材料作為復合材料的一種,其具備天然材料所不具備的一些性能,而且往往比一般的復合材料具有更加優(yōu)良的力學特性。嵌入薄膜聲學超材料作為一種新型的超材料,在低頻減振降噪領域有很好的應用前景。此外,因為其薄膜可以很好地調(diào)控材料模型在薄膜面內(nèi)方向上的等效彈性模量,使材料模型具備所需要的各向異性性能,從而實現(xiàn)對波傳播的控制,所以嵌入薄膜聲學超材料也可以用來設計新型的聲學元器件。對嵌入薄膜聲學超材料進行力學性能分析,可以對其力學性能進行預測,有助于嵌入薄膜聲學超材料的進一步研究和推廣應用。結(jié)合變換聲學理論對變換介質(zhì)的材料參數(shù)進行計算和設計,找出變換后的材料參數(shù)分布與坐標變換之間的關(guān)系,就可以控制變換介質(zhì)中波的傳播。變換后的材料需要具有一定的各向異性的力學性能,才能使波按照預設路徑進行傳播。而嵌入薄膜超材料因其薄膜可以通過調(diào)整薄膜參數(shù),使材料模型具備所需求的各向異性性能,因此,嵌入薄膜聲學超材料可以很好地應用變換聲學的研究。本文主要對嵌入薄膜聲學超材料模型進行了靜態(tài)和動態(tài)有限元分析。對超材料模型進行靜態(tài)漸進均勻化分析,可以探究薄膜參數(shù)對模型各個方向等效彈性模量的影響規(guī)律;在對模型的變換進行變換聲學計算時,可以根據(jù)該規(guī)律對具有一定各向異性性能的超材料模型進行設計。對設計出的變形后模型進行有限元瞬態(tài)響應分析,以平面波入射超材料模型,觀察平面波在超材料模型中的傳播情況和平面波特性的保持情況,證明了經(jīng)過設計的嵌入薄膜聲學超材料可以很好地控制波的傳播。在進行仿真驗證時,在模型的角點處不能嚴格地保持平面波的傳播特性,等效彈性模量在該位置出現(xiàn)了誤差;針對該角點誤差,最后給出了誤差原因分析和減小誤差的優(yōu)化調(diào)整方案,減小了角點處等效彈性模量與理想彈性模量之間的誤差值。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 萬勇;蔡仲雨;趙修松;李洪亮;夏臨華;;自組裝方法與三維光子晶體制作[J];中國科學:化學;2010年12期

2 郭文華;王鳴;劉青;夏巍;戴麗華;;光纖圓柱曲面基底膠體微球的自組裝[J];光學學報;2010年10期

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 李廷華;基于坐標變換的超材料器件設計方法及應用研究[D];云南大學;2015年

2 魏琦;基于超構(gòu)介質(zhì)的新原理聲學器件研究[D];南京大學;2014年

3 陳源;基于聲子晶體的周期結(jié)構(gòu)帶隙機理及應用研究[D];華中科技大學;2006年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 張晶;薄膜聲學超材料板的力學特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

2 劉超;層狀不均勻介質(zhì)中彈性波的傳播特性及其在巖土工程檢測中的應用[D];上海交通大學;2013年

3 計淘;局域共振聲子晶體的振動模型與隔振效果研究[D];上海交通大學;2008年

4 劉志明;聲子晶體帶隙特性研究[D];國防科學技術(shù)大學;2005年

本文編號：2760901