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1.
从梁的弯曲振动方程出发,利用传递矩阵法,给出了无限周期结构的一维多振子声子晶体梁的弯曲振动能带结构,并利用有限元方法计算了有限周期结构梁的弯曲振动频率响应.建立了多振子声子晶体梁的简化模型,推导出带隙起始截止频率公式.结果表明:一维多振子声子晶体梁具有比单振子声子晶体梁更宽更丰富的振动带隙,可应用于呈倍频关系的减振降噪中;振动在带隙频率范围内频率响应具有明显的衰减;所建立的简化模型与理论模型结果符合较好.研究工作为梁类结构的减振提供一种新的思路. 相似文献
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充液管路的固液耦合振动广泛存在于各种工程领域中,对其弯曲振动控制进行研究具有重要意义.将声子晶体的周期性思想引入到管路结构设计中,将管壁设计成沿轴向交替排列的周期性复合结构.基于Timoshenko梁模型,采用传递矩阵法计算了固液耦合条件下周期管路结构的弯曲振动能带结构及其传输特性,同时分析了材料阻尼系数、周期和非周期支撑对带隙特性的影响.充液周期管路结构的弯曲振动带隙特性为管路的振动控制提供了一条新的技术途径.
关键词:
声子晶体
充液管路
振动带隙 相似文献
3.
流固耦合管路系统广泛应用于各种装备中,通常用来传递物质和能量或者动量.由于流固耦合效应,管壁在流体作用下易产生强烈的振动与噪声,对装备安全性、隐蔽性产生严重影响,甚至造成严重破坏.流固耦合管路振动抑制需求迫切,意义重大.声子晶体可以利用其带隙特性抑制特定频率范围内弹性波的传播,在减振降噪领域具有广泛的应用前景.本文基于声子晶体理论,研究了流固耦合条件下的布拉格声子晶体管路冲击振动传递特性.将传递矩阵法和有限元法相结合,计算了能带结构与带隙特性,重点考虑了流固耦合效应下,不同冲击激励条件下声子晶体管路振动特性,分析了流固耦合对声子晶体管路振动传递特性的影响.研究结果为流固耦合条件下管路系统的振动控制提供了技术参考. 相似文献
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以声子晶体理论为基础,设计了一种具有超阻尼特性的X形局域共振结构,分析了周期性附加X形局域共振的梁弯曲振动传播特性.利用拉格朗日方程分析了X形局域共振结构动力学等效特性,揭示了该结构的阻尼放大的机理,分析了几何结构参数对于带隙特性的影响,并利用有限元法验证了X形局域共振结构的超阻尼特性.研究结果表明,周期性附加X形局域结构能够有效地抑制低频弯曲振动在梁中的传播,产生超阻尼特性,实现低频、宽带的减振效果,为结构的低频减振提供了一个新的设计方案. 相似文献
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通过引入振动力学中的连续系统离散化的思想,将一维集中质量法延伸至二维,提出一种二维声子晶体带隙特性计算的集中质量法. 进而采用该算法对两种正方晶格的二维声子晶体的带结构进行了计算,计算结果与传统的平面波展开法相符合. 通过对计算结果以及两种算法收敛性的分析,发现集中质量法的收敛性对组成声子晶体的不同材料弹性参数差不敏感,这使得该算法在计算大弹性常数差二维声子晶体的带隙特性时较平面波展开法收敛速度更快. 此外,集中质量法对二维声子晶体单元形状没有特殊要求,这使得它更加适用于声子晶体带隙特性的计算.
关键词:
声子晶体
声子带隙
集中质量法 相似文献
8.
声子晶体的弹性波带隙特性使得它在开发用于减振降噪的新型功能材料方面具有广阔应用前景。为获得宽频大带隙,改进了一种含连接体的正方晶格声子晶体结构.利用有限元法计算并分析了不同结构配置下其能带特性和振动模态。数值结果表明,单胞中同时引入新的质量块以及连接体将对原连接体的自由振动模态产生抑制作用,可在原分离的两带隙频率范围内获得相对带宽超过100%的单一宽频带隙。此外,通过调整几何尺寸、连接体数目、结构对称性等参数可进一步调控结构带隙特性。 相似文献
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Flexural vibration band gaps in thin plates with two-dimensional binary locally resonant structures 下载免费PDF全文
The complete flexural vibration band gaps are studied in the thin plates
with two-dimensional binary locally resonant structures, i.e. the composite
plate consisting of soft rubber cylindrical inclusions periodically placed
in a host material. Numerical simulations show that the low-frequency gaps
of flexural wave exist in the thin plates. The width of the first gap
decreases monotonically as the matrix density increases. The frequency
response of the finite periodic thin plates is simulated by the finite
element method, which provides attenuations of over 20dB in the frequency
range of the band gaps. The findings will be significant in the application
of phononic crystals. 相似文献
12.
Tunable band gaps in acoustic metamaterials with periodic arrays of resonant shunted piezos 下载免费PDF全文
Periodic arrays of resonant shunted piezoelectric patches are employed to control the wave propagation in a two-dimensional (2D) acoustic metamaterial. The performance is characterized by the finite element method. More importantly, we propose an approach to solving the conventional issue of the nonlinear eigenvalue problem, and give a convenient solution to the dispersion properties of 2D metamaterials with periodic arrays of resonant shunts in this article. Based on this modeling method, the dispersion relations of a 2D metamaterial with periodic arrays of resonant shunted piezos are calculated. The results show that the internal resonances of the shunting system split the dispersion curves, thereby forming a locally resonant band gap. However, unlike the conventional locally resonant gap, the vibrations in this locally resonant gap are unable to be completely localized in oscillators consisting of shunting inductors and piezo-patches. 相似文献
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The propagation of coupled flexural-torsional vibration in the
periodic beam including warping effect is investigated with the
transfer matrix theory. The band structures of the periodic beam,
both including warping effect and ignoring warping effect, are
obtained. The frequency response function of the finite periodic
beams is simulated with finite element method, which shows large
vibration attenuation in the frequency range of the gap as expected.
The effect of warping stiffness on the band structure is studied and
it is concluded that substantial error can be produced in high
frequency range if the effect is ignored. The result including
warping effect agrees quite well with the simulated result. 相似文献
14.
本文提出了一种新型局域共振复合单元声子晶体结构, 并结合有限元方法对结构的带隙机理及低频共振带隙特性进行了分析和研究. 共振带隙产生的频率位置由所对应的局域共振模态的固有频率决定, 并且带隙宽度与局域共振模态的品质因子及其与基体之间的耦合作用强度有关. 采用局域共振复合单元结构可以实现声子晶体的多重共振, 在低频范围能打开多条共振带隙, 但受到共振单元排列方式的的影响. 由于纵向和横向局域共振模态的简并, 复合单元结构能在200 Hz以下的低频范围打开超过60%宽度的共振带隙, 最低带隙频率低至18 Hz. 这为声子晶体结构获得低频、超低频带隙提供了一种有效的方法.
关键词:
局域共振
低频带隙
复合单元
声子晶体 相似文献
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A review is presented of various composite structures containing double-negative metamaterials or two types of single-negative metamaterials. In particular, non-Bragg band gaps arising from phase-compensation or tunneling effects and their manipulation of light are stressed. The non-Bragg band gaps that are robust against incident directions, thickness randomness and are easily tuned by changing the structural parameters can not only expand our ability in controlling the flow of light, but also provide new mechanisms for the design of photonic devices. 相似文献
17.
设计了一种多频局域共振型声子晶体板结构, 该结构由一薄板上附加周期性排列的多个双悬臂梁式子结构而构成. 由于多个双悬臂梁式子结构的低频振动与薄板振动的相互耦合作用, 这种局域共振型板结构可产生多个低频弯曲波带隙(禁带); 带隙频率范围内的板弯曲波会被禁止传播, 利用带隙可以实现对薄板的多个目标频率处低频减振. 本文针对这种局域共振型板结构进行了简化, 并基于平面波展开法建立了其弯曲波带隙计算理论模型; 基于该模型, 结合具体算例进行了带隙特性理论分析. 设计、制备了一种存在两个低频弯曲波带隙的局域共振型板结构样件, 通过激光扫描测振仪测试证实该结构存在两个低频带隙, 在带隙频率范围的板弯曲振动被显著衰减. 相似文献