聲子晶體板結(jié)構(gòu)低頻帶隙特性計算與分析.pdf

1、聲子晶體是一種由于單胞在空間周期排列而使得材料彈性常數(shù)或密度周期分布形成的新型功能材料。聲子晶體具有帶隙特性，即彈性波在某些頻率范圍內(nèi)可以通過聲子晶體繼續(xù)傳播，但在某些頻率范圍聲子晶體能阻擋彈性波傳播，這些彈性波不能通過的頻率范圍就稱為聲子晶體帶隙。帶隙特性使得聲子晶體在減振降噪等工程實際中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文首先對一種具有低頻帶隙特性的局域共振型單面柱板結(jié)構(gòu)聲子晶體進行了研究，基于有限元方法，使用多物理場軟件COMSO

2、L計算分析了散射體材料屬性和散射體形狀對單面柱板結(jié)構(gòu)局域共振型聲子晶體帶隙特性的影響，并通過計算聲子晶體單胞位移特征模式解釋了聲子晶體帶隙特性變化的物理機理。通過考察散射體的密度、彈性模量、泊松比以及散射體形狀對聲子晶體帶隙特性的影響，發(fā)現(xiàn)散射體的密度和彈性模量以及散射體形狀對單面柱聲子晶體板結(jié)構(gòu)帶隙特性有很大影響，且均是通過改變聲子晶體單胞局域振動狀態(tài)來實現(xiàn)的。為了進一步驗證單面柱板結(jié)構(gòu)聲子晶體的實際低頻減振特性，組合了四種有著低頻帶

3、隙特性的單面柱聲子晶體板結(jié)構(gòu)，從中可以選出一個最優(yōu)的低頻帶隙單面柱聲子晶體板結(jié)構(gòu)減振降噪解決方案。
　　材料結(jié)構(gòu)含有特定的孔隙不僅可能會對材料性能有提升，還會起到節(jié)約材料成本的作用，所以本文進一步研究了含有孔隙的局域共振型單面柱聲子晶體板結(jié)構(gòu)帶隙特性。本文分別計算分析了不同半徑圓柱形孔隙的單面柱板結(jié)構(gòu)聲子晶體散射體挖孔和基體挖孔兩種情況下聲子晶體低頻帶隙特性，發(fā)現(xiàn)對于散射體材料是鋼而基體材料是橡膠的單面柱聲子晶體板結(jié)構(gòu)，單胞散射體