本文關鍵詞：人工周期梁結構缺陷模式的動態(tài)特性及應用

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【摘要】：近年來,人們對彈性波在聲子晶體或彈性超材料等人工周期結構中的傳播進行了深入的研究。由于帶隙的存在,人工周期結構中的彈性波傳播行為表現(xiàn)出特殊的性質：帶隙頻率范圍內的彈性波傳播被抑制；存在缺陷時,彈性波局域在缺陷內或只沿缺陷方向傳播,這使得彈性波傳播的調控成為可能。本文圍繞人工周期結構中的彈性波傳播動態(tài)特性的相關理論與實驗技術問題,運用理論、仿真、實驗相結合的研究方法,對聲子晶體梁和彈性超材料梁的缺陷模式展開了系統(tǒng)深入的研究,并對其在損傷監(jiān)測領域、彈性波單向傳輸方面的應用進行了有益的探索,主要研究內容包括：(1)運用傳遞矩陣法計算了聲子晶體梁與彈性超材料梁的能帶結構,通過改變散射體的材料參數(shù),引入不同的缺陷模式,并分析其對能帶結構的影響。(2)研究聲子晶體的帶隙特性,深入探討了不同聲子晶體缺陷模式的情況并分析缺陷模式的影響因素,總結了各種因素對帶隙的影響規(guī)律,并提出將聲子晶體的缺陷態(tài)應用于結構的損傷監(jiān)測。(3)闡述彈性超材料的帶隙機理,以及從能帶結構、傳輸特性、位移場分布三個方面研究了共振子的共振特性及幾何間距造成的彈性超材料的缺陷模式。利用彈性超材料的缺陷模式,設計漸變彈簧剛度實現(xiàn)了彈性波的單向傳輸。(4)通過實驗來研究人工周期結構的缺陷模式動態(tài)特性,設計了聲子晶體與彈性超材料梁狀結構,通過高靈敏度的光纖光柵位移傳感系統(tǒng)的架設,從穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)角度,揭示了彈性波在含缺陷人工周期結構中的傳播行為。總之,本文基于聲子晶體和彈性超材料缺陷模式的動態(tài)特性,通過理論分析、有限元仿真和波傳播實驗研究,深化了對人工周期結構的認識,揭示了不同缺陷模式的影響規(guī)律。本文的研究成果,對推動人工周期結構的理論研究和在聲學器件、損傷監(jiān)測領域中的應用具有重要的工程價值。
【關鍵詞】：聲子晶體 彈性超材料 缺陷態(tài) 光纖光柵
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O735;TB34
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 聲子晶體11-15
• 1.2.1 聲子晶體的基本概念11-12
• 1.2.2 聲子晶體的帶隙機理12-13
• 1.2.3 聲子晶體的帶隙計算方法13-14
• 1.2.4 聲子晶體的缺陷態(tài)特性研究14-15
• 1.3 彈性超材料15-17
• 1.3.1 彈性超材料的基本概念15
• 1.3.2 彈性超材料的研究概況15-17
• 1.4 本文研究方法與研究內容17-18
• 第2章 人工周期結構基本理論18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 梁中的Bloch彈性波18-19
• 2.3 聲子晶體傳遞矩陣法19-24
• 2.4 彈性超材料傳遞矩陣法24-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 聲子晶體缺陷模式的動態(tài)特性及應用28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 聲子晶體的帶隙特性28-30
• 3.2.1 能帶結構計算28-29
• 3.2.2 傳輸特性計算29-30
• 3.3 聲子晶體缺陷模式分析30-36
• 3.3.1 不同的摻雜材料對缺陷態(tài)的影響30-32
• 3.3.2 不同大小的缺陷對缺陷態(tài)的影響32-34
• 3.3.3 不同位置的缺陷對缺陷態(tài)的影響34-36
• 3.4 聲子晶體缺陷模式的應用36-38
• 3.5 本章小結38-39
• 第4章 彈性超材料缺陷模式的動態(tài)特性及應用39-49
• 4.1 引言39
• 4.2 彈性超材料的動態(tài)特性39-41
• 4.2.1 彈性超材料帶隙特性39-40
• 4.2.2 彈性超材料振動模式分析40-41
• 4.3 彈性超材料缺陷模式分析41-45
• 4.3.1 共振特性改變引起的缺陷41-43
• 4.3.2 幾何間距改變引起的缺陷43-45
• 4.4 彈性超材料缺陷模式的應用45-48
• 4.5 本章小結48-49
• 第5章 實驗49-67
• 5.1 引言49
• 5.2 光纖光柵傳感系統(tǒng)49-51
• 5.2.1 光纖光柵傳感原理49-50
• 5.2.2 實驗架設50-51
• 5.3 聲子晶體動態(tài)特性實驗51-62
• 5.3.1 有機玻璃材料參數(shù)的測量51-53
• 5.3.2 聲子晶體穩(wěn)態(tài)特性53-59
• 5.3.3 聲子晶體瞬態(tài)特性59-62
• 5.4 彈性超材料動態(tài)特性實驗62-65
• 5.5 本章小結65-67
• 第6章 總結與展望67-69
• 6.1 總結67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻69-71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 舒海生;張法;余豪華;劉少剛;;一類局域共振型聲子晶體梁的帶隙分析[J];哈爾濱工程大學學報;2011年09期

2 劉啟能;;研究一維摻雜聲子晶體缺陷模的解析方法[J];物理學報;2011年04期

3 郁殿龍,劉耀宗,邱靜,王剛,溫激鴻,趙宏剛;一維聲子晶體振動特性與仿真[J];振動與沖擊;2005年02期

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本文編號：1025467