發(fā)布時(shí)間：2018-06-28 03:06

  本文選題：磁流變彈性體 + 聲子晶體��； 參考：《寧波大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：自從聲子晶體的概念被提出后,由于其獨(dú)特的物理性質(zhì)和廣闊的應(yīng)用前景,聲子晶體的相關(guān)研究很快成為一個(gè)熱門(mén)的研究課題。聲子晶體的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是存在完全帶隙(ABG),在帶隙范圍內(nèi)的聲波無(wú)法在其中傳播。基于這一特點(diǎn),聲子晶體可廣泛應(yīng)用于減震、降噪、濾波等領(lǐng)域。磁流變彈性體(MRE)是一種新型智能材料,由聚合物基體與微米級(jí)的鐵磁性顆粒組成,它的物理性質(zhì)可以通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)調(diào)控,當(dāng)施加外部磁場(chǎng)時(shí)它的彈性模量明顯增加。本文主要研究由MRE和PMMA制成聲子晶體的帶隙特性,探究模量對(duì)聲子晶體帶隙的影響。論文的主要工作有:(1)篩選合適的基體、添加劑與鐵磁性顆粒,通過(guò)預(yù)結(jié)構(gòu)化和非預(yù)結(jié)構(gòu)化的方法制備了各向同性與各向異性?xún)煞N磁流變彈性體。采用DMA和MCR流變儀對(duì)制備的樣品進(jìn)行測(cè)試分析,通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能、損耗模量和損耗因子等參數(shù)的研究,發(fā)現(xiàn)各向異性磁流變彈性體在0.8T磁場(chǎng)下磁流變性能達(dá)到最好。(2)研究了由MRE和PMMA兩種材料周期性排列而組成的一維聲子晶體中波的傳播。在實(shí)驗(yàn)階段,用高斯計(jì)來(lái)確定磁場(chǎng)大小,LMS處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到帶隙,記錄不同磁場(chǎng)下一維聲子晶體的帶隙,并與采用Comsol軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)了聲子晶體中波的傳播可以通過(guò)調(diào)節(jié)MRE的模量來(lái)改變,即可以通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)一維聲子晶體的帶隙。(3)對(duì)一種局域共振型人工周期梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,這種三層梁結(jié)構(gòu)中的彈簧由磁流變彈性體替代,基體梁和懸臂梁式振子選用對(duì)磁場(chǎng)無(wú)響應(yīng)的亞克力板。一方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)改變磁場(chǎng)測(cè)量其頻響曲線(xiàn),另一方面用有限元Comsol軟件計(jì)算其振動(dòng)模態(tài)和帶隙變化,探究磁場(chǎng)對(duì)局域共振型人工周期梁結(jié)構(gòu)的帶隙影響。
[Abstract]:Since the concept of phonon crystal was put forward, due to its unique physical properties and wide application prospects, the research of phonon crystal has quickly become a hot research topic. A prominent feature of phononic crystals is the existence of a complete band gap (ABG) in which sound waves in the band gap range cannot propagate. Based on this feature, phonon crystals can be widely used in shock absorption, noise reduction, filtering and other fields. Magnetic rheological elastomer (MRE) is a new type of smart material, which consists of polymer matrix and ferromagnetic particles of micron size. Its physical properties can be controlled by magnetic field, and its modulus of elasticity increases obviously when external magnetic field is applied. In this paper, the band gap characteristics of phononic crystals made from MRE and PMMA are studied, and the influence of moduli on band gaps of phononic crystals is investigated. The main work of this paper is as follows: (1) selecting suitable matrix, additives and ferromagnetic particles, two kinds of magneto-rheological elastomers, isotropic and anisotropic, were prepared by pre-structured and unstructured methods. DMA and MCR rheometer were used to test and analyze the samples, and the parameters such as energy storage, loss modulus and loss factor were studied. It is found that the magneto-rheological properties of anisotropic magneto-rheological elastomers are the best in 0.8T magnetic field. (2) the propagation of waves in one-dimensional phononic crystals composed of two kinds of materials (MRE and PMMA) is studied. In the experiment stage, the magnetic field size is determined by Gao Si and the band gap is obtained by processing the experimental data. The band gap of one dimensional phonon crystal under different magnetic fields is recorded and compared with the results calculated by Comsol software. It is found that the propagation of waves in phononic crystals can be changed by adjusting the modulus of MRE, that is, the band gap of one-dimensional phononic crystals can be adjusted by changing the magnetic field intensity. (3) A kind of locally resonant artificial periodic beam structure is studied. The spring in the three-layer beam structure is replaced by the magneto-rheological elastomer, and the matrix beam and cantilever beam vibrator are composed of acrylic plates which have no response to the magnetic field. On the one hand, the frequency response curve is measured by changing the magnetic field experimentally; on the other hand, the vibration mode and band gap change are calculated by the finite element Comsol software, and the influence of magnetic field on the band gap of the local resonant artificial periodic beam structure is investigated.
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O735

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本文編號(hào)：2076445