双层超材料板的弯曲波超低频带隙特性研究

针对局域共振型双层超材料板，利用有限元法研究了几何参数与材料组分参数对弯曲波带隙的影响。通过优化计算得到较合理的参数，进而设计了附加钢质量块的ABSPMMA材料双层板，结果表明其在亚波长尺寸可以打开超低频54-65 Hz弯曲波带隙。将该超材料板建立等效弹簧质量系统，求解等效动态质量的负密度频率段与弯曲波带隙宽度很好地一致，并进一步阐述带隙产生机理。考虑板的隔声性能，分析了不同声波入射角对传声损失的影响，在带隙频率范围内的57 Hz点传声损失(STL)幅值均能取得最大值，这表明超低频带隙能够起到良好减振降噪效果，由此显示这种新型双层超材料板在工程领域具有广泛的应用。