散射体的取向对二维声子晶体带隙的影响

声子晶体是一种具有声波带隙特性的新型功能材料。运用平面波展开法研究了二维声子晶体的带结构,二维声子晶体由横截面为正方形的散射体按正方形排列植入环氧树脂基体中形成。结果表明:通过改变散射体的取向可以调节系统的带隙,当填充率较低时,带隙宽度随散射体旋转角的增加先减小再增加,而填充率较高时,带隙宽度随散射体旋转角的增加而先稍有增加然后再减小。     

决定二维声子晶体带隙的关键材料参数

从弹性波动方程入手,获得决定二维声子晶体z模态带隙的关键材料参数是散射体对基体的质量密度比和剪切模量比.利用平面波展开法计算带隙结构,研究正方点阵、三角点阵以及不同填充率时材料参数对带隙的影响.发现质量密度比对带隙起决定作用.仅以声阻抗比或波速比的大小不能决定带隙的存在和大小.给出不同点阵形式下产生带隙的材料参数取值范围.给出材料参数-带隙图,对以材料参数设计带隙具有直观的指导作用.     

二维复合压电型表面波声子晶体带隙特性

设计了在镍圆柱体底部添加薄环氧树脂并沉积在铌酸锂基底的二维复合压电型声子晶体.通过有限元法计算了该结构的能带结构、分析了其带隙特性.计算结果显示:通过引入环氧树脂来减小散射体的有效弹性模量,从而降低了声表面波(SAW)完全带隙,同时打开了多条SAW方向带隙.计算了传输损失来验证带隙的存在性且讨论了其传输特性.利用布里渊...     

二维钢管阵列声子晶体带隙结构的研究

制备了晶格常数同声波波长同数量级的二维钢／空气体系声子晶体结构模型。研究了在填充分数较小（F〈0．082）的情况下,单一方向（FX）声波在二维声子晶体的声传播特性,得出其禁带频率范围。对1400Hz-3200Hz的声波垂直通过管阵列结构模型前后的声压级（SPL）进行了实验测试,多处表现出频段声压的加强与减弱。研究了在管子直径及结构列间距不变的情况下增加排数及改变排间距两种情况下的禁带频率范围,得出了禁带宽度及最大插入损失的位置变化规律。     

二维椭圆柱体正方列阵固态声子晶体的带隙结构研究

用平面波法计算了椭圆钢柱与环氧树脂组成的二维正方晶格声子晶体的带隙结构。结果表明：当椭圆柱体未旋转时,柱体的横截面形状对称性越高,带隙宽度越大;固定填充率而改变柱体截面半径时,填充率大,带隙宽度极值越大;若椭圆柱体绕其中心轴线旋转,带隙宽度将随之增大,其极值出现在椭圆柱体旋转44o或45o时,而且可以获得比圆柱体更宽的带隙;带隙中心频率随材料参数的变化也有明显的变化规律。     

声子晶体中弹性波带隙与散射

声子带隙产生条件是声子晶体研究的一个重要问题,首先对钢圆柱体嵌入空气基质组成的声子晶体散射截面进行计算,然后用平面波方法计算了弹性波带结构。结果表明声子带隙将出现在两个完全分离的共振态之间。因此,声子晶体产生完全带隙的条件是弹性波在基质材料中的传播被禁止并远离共振。     

二维声子晶体带隙特性分析与应用研究

声子晶体在减振方面拥有广泛应用前景,而带隙分析是将其付诸应用的首要前提。先利用有限元法研究结构与材料参数对带隙的影响,接着基于带隙特性分析的结果,根据实验所得的典型船用离心泵机脚的振动特性,设计以硅橡胶为基体、铅为散射体的声子晶体薄板。将声子晶体引入舱段减振设计中并进行相应的数值响应验证,结果表明:将所设计的声子晶体薄板插入舱段的内底板,在带隙作用范围内可有效阻抑振动传递,并降低舱段外壳的振动响应。     

二维局域共振型声子晶体微腔结构的带隙特性研究

利用有限元法研究了含十字型所形成的二维局域共振型微腔声子晶体结构的声波带隙特性。同时计算了最低带隙带边对应模态的位移分布和结构的传输谱。研究结果表明,含微腔结构的声子晶体在较低频率域内出现了完全带隙且带隙边缘的起始频率低,然而对于无微腔结构的类四边形声子晶体板中,则无第二带隙出现,并且第一带隙频率宽度较窄。微腔结构是产生局域共振以及出现低频带隙的最主要的原因。该研究为声子晶体在低频减振和噪音控制的工程应用方面提供了有益的支持。     

基于智能算法的声子晶体带隙优化设计

机械振动一直是工程技术中迫切需要解决的问题.周期结构声子晶体在减振降噪方面的应用越来越受到人们的重视.运用自适应智能算法对二维声子晶体的带隙宽度进行优化设计,用Rough集的数据分类简约功能对带隙宽度难点进行了研究,去掉了多余属性的样本数据,从而使神经网络拓扑结构优化.计算结果表明,智能算法在带隙优化设计中是一个很有意义的研究方向.     

二维声子晶体异质结声波导特性研究

以二维铝圆柱／空气正方格子声子晶体为研究对象，通过用两列正方散射柱替换原型散射柱构造了异质结，采用平面波法结合超元胞的方法研究了该异质结的声波导特性。结果表明，当f=0．7、fd=0．5，旋转散射柱时，缺陷带出现在-45°〈θ〈45°范围内，数量、位置随旋转角变化，且缺陷带的分布关于（01）方向对称；对于给定的f=0．7，只要方形散射柱对角线在（10）方向的投影小于2．118R时，带隙中就有缺陷带出现，带隙中缺陷带的数量随fd的增加而减少；当fd很小时，缺陷柱的方位、横加面形状对声波导没有影响。     

声子晶体研究概况

声子晶体是近年来提出的一种新型功能材料,目前主要处于理论研究阶段.通过与光子晶体类比,可推断由振动材料组成的周期性结构,传输弹性波时也有带隙存在,这种特征可以有效地进行声波控制和振动控制,阐述了声子晶体的概念、基本特征、研究方法和进展.     

声子晶体与汽车振动噪声控制

声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性结构功能材料,振动频率在声子晶体带隙范围内的振动会被抑制或禁止传播,它所具有的这种弹性波带隙特性为减振技术的发展提供了一种新的可能.在介绍声子晶体的基本理论及特征的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状及声子晶体在汽车减振降噪方面的应用.     

空气中周期管阵列的声波禁带研究

本文以不锈钢管正方形排列在空气中形成的二维声子晶体为对象,使用平面波展开法计算并通过实验测试的方法,分析了该二维声子晶体的声波禁带,讨论了晶格常数对声波禁带的影响.结果表明,随着晶格常数的减小,ΓX方向禁带宽度增加,禁带上下边界频率增大.     

双局域共振机制声子晶体带隙特性研究

提出了一种双局域共振机制,结合有限元法对该机制声子晶体结构的带隙生成机理和带隙的影响因素进行了深入分析研究。2个刚性质量体互为刚性边界和振子,由此产生了2个可以互相转化的局域共振单元。双局域共振结构的带隙位置由2个等效单自由度系统的固有频率共同决定,带隙的宽度与2个质量体密度、内振子半径、弹性介质的弹性模量密切相关。研究发现,2个质量体密度差别越大、弹性介质弹性模量越高,带隙的宽度就越大。该机制在一定程度上削弱了基体与振子的紧密耦合关系,该结构具有较大的带隙变化范围,极大地增大了带隙的宽度,为宽频声子晶体结构的研究提供了新的思路。     

心材密度及弹性模量对二维局域共振型声子晶体声波禁带的影响

局域共振型声子晶体由包覆软橡胶后的钢柱周期排列在树脂中形成.本文采用平面波展开法分别计算了该声子晶体在正方形和三角形点阵下的能带结构,分析了各点阵下心材密度和弹性模量对各模态(包括Z模态和XY模态)最低完全禁带的影响.结果发现,在心材弹性模量接近橡胶弹性模量而改变时,禁带上边界变化较大.但总的来说,当心材的密度(弹性模量)增大时,各模态上下边界频率降低(升高).同时三角形排列下禁带宽度大于正方形排列.     

基于振动与噪声控制的声子晶体研究进展

声子晶体是一种新型的声学功能材料,对声子晶体的研究引起了国内外研究机构的高度关注.文章在介绍声子晶体的概念及基本特征的基础上,着重阐述了声子晶体的应用,特别是在振动与噪声控制方面的应用研究.最后对声子晶体在振动与噪声控制方面的研究发展作了展望.     

多组声子晶体复合结构的隔声性能

运用波动分析法,导出了平面波垂直入射时声子晶体禁带特性的计算方法。探讨了构建声子晶体复合结构用于隔断和屏蔽人体敏感噪声谱的可行性。分析计算了由多层铅/软橡胶声子晶体与多层钢/丁腈橡胶构成的声子晶体复合结构的隔声性能。结果表明,通过参数的合理调制和搭配,这种声子晶体复合结构能够降低起始频率和提高禁带宽度,达到人们所要求的隔声目标和良好的隔声效果。     

声子晶体与轮边驱动电动汽车振动噪声控制

声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性非均匀新型复合材料,带隙频率范围内的弹性波传播被抑制或被禁止。在介绍声子晶体概念、基本特征及带隙理论的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状;对轮边驱动电动汽车振动噪声的产生机理、频域特性、声品质、现有车用减振降噪材料技术进行分析,得出现有车用减振降噪材料与轮边驱动电动汽车振动噪声的矛盾;最后结合声子晶体各种特性和该矛盾,对声子晶体在电动汽车减振降噪方面的应用研究和挑战做了分析。     

基于平面波算法的二维正方点阵声子晶体禁带研究

声子晶体能够产生完全的弹性波禁带，可以阻止声波或者振动在其内部传播。采用平面波算法研究了二维正方点阵声子晶体的禁带结构。在甲醇／水银双组分二维（2D）液相体系中发现了很大的完全禁带，到目前为止，在固相体系和其他液相体系中还没有发现相同宽度和相同数量的完全禁带。还研究了声子晶体中散射体的横截面为圆形和绕其中心轴旋转任意角度的正方形时完全禁带的产生规律，探索了第一禁带宽度与第一禁带中心频率的比值△Ω1/Ωc1和填充率F之间的关系，以及前50个频带中禁带的总宽度∑△Ωn/Ωcn和填充率F之间的关系。