近年來,聲子晶體及彈性超材料等人工周期結(jié)構(gòu)的研究受到了廣泛的關(guān)注,類比光子晶體的概念,聲子晶體是一種具有聲波或彈性波帶隙,可在特定頻率范圍內(nèi)阻止結(jié)構(gòu)波傳播的人工周期材料。由于帶隙的存在,聲子晶體在減振降噪、濾波和信號傳輸上有重要的應用前景。如何拓寬聲子晶體和彈性超材料的帶隙范圍,并拓展研究聲子晶體的相應實驗手段,具有重要意義。本文就人工周期結(jié)構(gòu)所關(guān)心的一些問題,以譜元法和光纖光柵位移傳感系統(tǒng)作為工具,對周期及準周期梁結(jié)構(gòu)的帶隙調(diào)控問題進行理論與實驗研究,研究的主要內(nèi)容包括:(1)將慣容動力吸振器應用于聲子晶體中,并研究其在拓寬帶隙的潛在應用。分別研究基于慣容的縱波離散模型,以及彎曲波連續(xù)結(jié)構(gòu)模型。通過與傳統(tǒng)彈簧-質(zhì)量振子對比,在縱波模型中,慣容吸振器產(chǎn)生兩個局域共振帶隙,一個較窄的低頻帶隙以及另一個較寬的高頻帶隙。在彎曲波模型中,除了兩個局域共振帶隙,還發(fā)現(xiàn)梁結(jié)構(gòu)的布拉格帶隙可顯著拓寬�？紤]阻尼時,縱波模型中分離的兩個局域共振帶隙可合并成一個較大帶隙,能在更寬頻率內(nèi)使縱波發(fā)生顯著衰減。而彎曲波模型中由于布拉格帶隙的存在,可進一步實現(xiàn)更寬的帶隙。(2)對流體環(huán)境下聲子晶體梁的振動帶隙和傳...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 聲子晶體的研究現(xiàn)狀
    1.3 聲子晶體的研究方法
    1.4 本文研究目的和主要研究內(nèi)容
2 一維聲子晶體梁的譜元法
    2.1 引言
    2.2 一維梁的譜元法
    2.3 一維周期結(jié)構(gòu)梁的譜元法
    2.4 本章小結(jié)
3 光纖光柵系統(tǒng)
    3.1 引言
    3.2 光纖光柵原理
    3.3 實驗架設
    3.4 本章小結(jié)
4 基于慣容吸振器的聲子晶體帶隙特性研究
    4.1 引言
    4.2 基于慣容吸振器的縱波模型
    4.3 縱波模型的數(shù)值結(jié)果和討論
    4.4 基于慣容吸振器的周期結(jié)構(gòu)梁彎曲波模型
    4.5 彎曲波模型數(shù)值結(jié)果和討論
    4.6 小結(jié)
5 考慮液體附加質(zhì)量的聲子晶體梁帶隙特性研究
    5.1 引言
    5.2 考慮液體附加質(zhì)量的聲子晶體梁譜元法模型
    5.3 浸沒聲子晶體梁的實驗研究
    5.4 實驗/理論結(jié)果對比及討論
    5.5 本章小結(jié)
6 基于缺陷態(tài)的聲子晶體梁彎曲波局域化
    6.1 引言
    6.2 含缺陷聲子晶體梁譜元法理論
    6.3 含缺陷聲子晶體梁的實驗研究
    6.4 彎曲波局域化的分析
    6.5 小結(jié)
7 基于漸變集中質(zhì)量的聲子晶體梁單向彎曲波傳輸
    7.1 引言
    7.2 基于漸變集中質(zhì)量的聲子晶體梁譜元法
    7.3 彎曲波單向傳輸?shù)臋C理
    7.4 單向傳輸?shù)膶嶒烌炞C及討論
    7.5 本章小結(jié)
8 總結(jié)和展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 未來工作展望
參考文獻
攻讀博士期間發(fā)表成果
作者簡介



本文編號：3831030