聲子晶體是具有彈性波帶隙特性的人造周期性材料或結(jié)構(gòu)。在帶隙頻率范圍內(nèi),聲子晶體可以有效地抑制彈性波的傳播。因此,聲子晶體在減振、降噪、聲功能器件、微/納米科技、智能機(jī)器人和隱形技術(shù)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是納米加工和測(cè)量裝備中的核心部件。抑制其低寬頻的微振動(dòng)是提高納米加工和測(cè)量精度迫切需要解決的瓶頸問題。面向這一國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,本文針對(duì)抑制超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)微振動(dòng)的聲子晶體開展研究,基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、波動(dòng)力學(xué)和能量法等基本原理,圍繞“降低帶隙頻率”和“拓寬帶隙范圍”兩個(gè)核心問題進(jìn)行探究,旨在獲得具有低頻寬帶隙、減振性能好等特性的聲子晶體。主要研究?jī)?nèi)容及成果包括:1.建立了折疊梁型壓電聲子晶體理論模型,揭示了其低頻寬帶隙特性及其產(chǎn)生機(jī)理,闡明了電路參數(shù)和幾何參數(shù)對(duì)帶隙特性的影響規(guī)律,并應(yīng)用有限元方法進(jìn)行了驗(yàn)證。折疊梁式壓電聲子晶體不僅能夠產(chǎn)生更優(yōu)的帶隙特性:低頻、寬帶隙和強(qiáng)衰減,還可以部分解決應(yīng)用過(guò)程中的尺寸問題。兩個(gè)Bragg帶隙的區(qū)間分別為369Hz-1687 Hz和2127 Hz-4000 Hz。采用合適的電路參數(shù),共振分流電路可以在兩個(gè)Bragg帶隙之間生成局域共振帶...

【文章頁(yè)數(shù)】：111 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）?—維、二維和三維聲子晶體結(jié)構(gòu)示意圖，（ｂ）能帶結(jié)構(gòu)圖，黃色區(qū)域??ＰＢＧ代表帶隙，（ｃ）聲子晶體應(yīng)用范圍

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文??聲子晶體按照周期性的維數(shù)可分為一維、二維和三維聲子晶體，如圖ｌ－ｌ（ａ）于三維結(jié)構(gòu)，一維和二維聲子晶體具有同樣顯著的帶隙特性且應(yīng)用廣泛，更其易計(jì)算性和易加工性。到目前為止，聲子晶體的研宄主要集中于一維和二本文也將主要討論一維和二維聲子晶體。??

圖2-1折盛梁型壓電聲子晶休模型圖

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文??中的應(yīng)用。和長(zhǎng)直梁相比，折疊梁可以實(shí)現(xiàn)小尺寸對(duì)應(yīng)低諧振頻率，也用于低頻驅(qū)動(dòng)器和隔振器［１１６，１１７］。在聲子晶體中，折疊結(jié)構(gòu)可以有效地距離，有利于在保持小尺寸的前提下降低Ｂｒａｇｇ帶隙的頻率。但是到有折疊結(jié)構(gòu)的聲子晶體并沒有被提出。??章以壓電雙晶片....

圖２－２左邊質(zhì)量塊的連續(xù)性條件??０，／＝?ＭＭ）Ｉ０，ｔ＋ａ２－２ｃｕ（３

２．３連續(xù)性條件和邊界條件??假定模型中的所有質(zhì)量塊為剛體，忽略其變形。左、右兩邊質(zhì)量塊的連續(xù)性條件??分別在圖２－２和圖２－３呈現(xiàn)，包括軸向位移、豎向位移，轉(zhuǎn)角、軸向力、剪力和彎??矩六個(gè)條件［１１８］。具體表達(dá)為??，?ｆ?，?｜?Ｑ［？??－ｔ—！—?＼??ｊ??＾?１?＇....

圖２－３右邊質(zhì)量塊的連續(xù)性條件??同理，右邊質(zhì)量塊的連續(xù)性條件為??

２．３連續(xù)性條件和邊界條件??假定模型中的所有質(zhì)量塊為剛體，忽略其變形。左、右兩邊質(zhì)量塊的連續(xù)性條件??分別在圖２－２和圖２－３呈現(xiàn)，包括軸向位移、豎向位移，轉(zhuǎn)角、軸向力、剪力和彎??矩六個(gè)條件［１１８］。具體表達(dá)為??，?ｆ?，?｜?Ｑ［？??－ｔ—！—?＼??ｊ??＾?１?＇....

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