橢圓柱型聲子晶體板中的彈性波傳播特性.pdf

1、機(jī)械振動(dòng)不但有害于機(jī)械設(shè)備的工作精度與可靠性，同時(shí)會(huì)降低機(jī)械設(shè)備的使用壽命，一直是機(jī)械工程領(lǐng)域迫切需要解決的問題。人工周期性結(jié)構(gòu)材料聲子晶體所擁有的彈性波禁帶特性為這一問題的解決提供了新的思路。同時(shí)聲子晶體擁有的缺陷態(tài)，負(fù)折射，聲聚焦，聲二極管等特殊的性質(zhì)在降噪材料，特殊聲功能器件等方面擁有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)蘭姆波在聲子晶體中的傳播引起了許多相關(guān)科研工作者的廣泛興趣，與體波聲子晶體不同的是蘭姆波聲子晶體能夠?qū)椥圆ǖ哪芰客耆钟?/p>

2、在板的上下自由表面之間，從而極大地降低了彈性波在傳播過程中能量的損耗。傳統(tǒng)的聲子晶體研究中的散射體大多為圓形，正方形等形狀，為了探討其他形狀對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的影響我們使用了橢圓形散射體，通過改變相關(guān)的參數(shù)發(fā)現(xiàn)能獲得更寬和更低頻的帶隙。本文分別使用了平面波展開法與有限元法研究了布拉格散射型和局域共振型聲子晶體，力圖為設(shè)計(jì)制備寬帶隙與低頻率性能良好的聲子晶體提供理論指導(dǎo)。
　　 (1)使用經(jīng)典的平面波展開法研究了蘭姆波在布拉格散射型橢圓柱

3、聲子晶體的能帶結(jié)構(gòu)。通過和圓形散射體在相同的條件下對(duì)比發(fā)現(xiàn)橢圓型聲子晶體能產(chǎn)生更寬的帶隙;同時(shí)分別研究了橢圓的填充率，短軸與長(zhǎng)軸的比值，旋轉(zhuǎn)角度，真空，PC板以及底板的厚度對(duì)能帶的影響，通過設(shè)計(jì)合理的參數(shù)能獲得更寬的帶隙，這為設(shè)計(jì)寬帶隙聲子晶體提供了借鑒。
　　 (2)使用有限元法研究了蘭姆波在局域共振型橢圓柱聲子晶體的能帶結(jié)構(gòu)。通過改變橢圓柱的高度，填充率，短軸與長(zhǎng)軸的比值，旋轉(zhuǎn)角度等參數(shù)發(fā)現(xiàn)橢圓柱的高度對(duì)能帶的影響最大，帶隙