二维周期阻尼三明治板结构声辐射特性研究

现有对二维周期结构的研究大多集中在振动带隙上,而对于层芯为二维周期粘弹性阻尼材料的三明治夹层板结构,其声辐射特性的研究仍较少。该文以有限元与边界元结合的方法为基础,通过理论建模和数值仿真,并将场点声压数据RMS处理,得到声场的声压均方值作为衡量结构声辐射特性的标准,对影响二维块状周期阻尼双层板壳结构声辐射特性的阻尼层芯厚度和晶格常数进行了研究,得到了在中低频段两者对结构声辐射特性的影响规律。     

二维周期开孔阻尼薄板的声辐射特性研究

该文考虑了阻尼材料的频变特性,运用模态应变能法计算出了结构模态损耗因子,并通过有限元和边界元的数值算法计算辐射声功率,分析了敷设周期性开孔阻尼薄板结构的声辐射特性。数值计算结果表明,在中低频频段内,敷设周期开孔阻尼与全敷阻尼对抑制薄板声辐射的差别较小,且在某些频段内开孔阻尼抑制薄板声辐射的效果略优;证明了周期性开孔阻尼对抑制薄板声辐射存在最优的开孔率和开孔形状;优化了阻尼材料尺寸,减少了阻尼材料的使用。     

压电致动微雾化器的压电-固-液耦合特性分析

针对微雾化器存在的多能域能量耦合问题,建立了压电微雾化器的固-液-声耦合模型,对其耦合特性进行了数值计算,并着重分析了液体层厚度对耦合性的影响,得到了液体层厚度对系统的结构振动、声压力波特性的影响规律.结果表明,由于液体层与固体的耦合作用,压电振子振动的同时,喷孔膜也产生振动,并且两者间存在相位关系;液体层的厚度直接影响结构的耦合性、谐振频率大小及背膜与喷孔膜的相位差,并且存在最佳的设计参数,当液体层厚度为500 μm时,谐振频率最大约是38 kHz,此时,可产生较大的声压力波及较大的流量.微雾化器设计时只考虑压电振子的振幅是不全面的,必须同时考虑喷孔膜的振动及与背膜的相位关系,新的设计原则可为微雾化器的优化设计提供指导依据.     

Ge掺杂TeOx薄膜的光学和结构特性

以真空混合蒸镀和交替蒸镀法在K9玻璃基底上制备了TeOx∶Ge单层薄膜和Ge/TeOx双层薄膜.使用光谱仪、X射线衍射仪等对初始、250℃退火后及不同功率下连续Ar+激光(514.5 nm)辐射后薄膜的光学和结构特性进行了研究.实验结果表明:初始TeOx∶Ge单层薄膜和Ge/TeOx双层薄膜均为非晶态,退火后TeOx∶Ge单层薄膜反射率增加,薄膜中出现了多种结晶相;Ge/TeOx双层薄膜随着激光辐射功率的增加透过率增大,辐射后薄膜中未发现明显结晶相.处理后(退火和光辐射)两种薄膜的表面与处理前不同.Ge掺杂后TeOx薄膜的反射、吸收和结构特性均发生了明显变化.基于实验结果对变化机制进行了初步分析.该类薄膜有望作为短波长高密度光存储记录介质.(PH5)     

敷薄吸声层目标壳体高频吸声性能的改进方法

从应用角度对小目标壳体进行了高频近似,利用声传播理论和粘弹性理论推导了敷设薄吸声层多层结构的声场特性.提出用敷设多层粘弹性材料代替敷设单层吸声层,以实现吸声层的阻抗渐变.计算敷设多层薄吸声层结构的高频回声特性,并分析了吸声层阻抗渐变存在的规律及其对吸声性能的影响,给出了改善其吸声性能的方法.分析结果表明:吸声层总厚度相同时,具有合适阻抗配比的阻抗渐变结构能够改善吸声模型性能.最后,通过对敷设某型聚脲和橡胶材料多层结构的仿真,验证了结论的正确性.     

双层FSS结构电性能研究

提出了一种研究不同栅格及单元外形并有介质加载的双层频率选择表面(FSS)电性能的理论分析方法.通过确定双层FSS之间介质内传输波和反射波分别对相应的FSS具有周期性而得到矢量Floquet传输模和衰减模表达形式,应用切向电磁场边界条件推导出一组耦合积分方程,利用矩量法求解得到结构的电磁特性.以Y形缝隙作为FSS谐振单元,计算结果表明,双层FSS结构通过层间电磁场衰减模的耦合能够修正频率响应曲线,电性能较单层有很大的改善.     

双层频率选择表面电磁特性数值模拟研究

给出了一种分析有介质加载的不同栅格外形双层频率选择表面电磁特性的数值模拟方法.介质分离区内前向波和反向波分别关于相应的频率选择表面是周期的,确定了矢量传输及衰减模的表述形式.应用电磁场边界条件获得不同Floquet模系数的矩阵表达式,推导出一组耦合的积分方程,利用矩量法求解得到结构的电磁散射特性.模拟结果表明,由于层间介质内电磁场衰减模的耦合,双层FSS结构的电磁传输特性较单层有很大的改善.     

高温下双层串联微穿孔板结构声学特性研究

在燃烧室的空间和质量有限的情况下,为达到更好的声抑制效果,该文提出了将单层微穿孔板一分为二,采用与单层结构具有相同穿孔率、穿孔半径、质量及占用空间的双层串联微穿孔板结构.通过声-电类比法推导了温度变化条件下双层串联微穿孔板结构吸声系数的计算公式,并与单层结构的吸声特性进行了对比仿真分析,最后得出将单层结构一分为二,采用双层串联结构具有更宽的吸声频带,在高温条件下,其吸声效果更好.     

基于模态分析的散布式扬声器幅频特性研究

从薄板弯曲振动方程出发,论述了散布武平板扬声器薄板振动模态与声辐射模态和辐射声功率的内在关联。研究表明：振动模态简正频率密度和主导声辐射模态是影响辐射声功率的主要因素。试验证明,激励力所能激发的模态密度、模态阻尼对平板扬声器幅频特性有较大影响。     

体声波磁电天线辐射性能的解析计算

针对国内外对体声波磁电天线原理的解析计算与设计方法的研究还不成熟,以及现有解析计算方法存在误差的问题,提出了一套相对精确的体声波磁电天线的解析计算方法。利用该解析计算法分别计算了磁电天线中压电层和磁致伸缩层的势能,并求出磁电天线的总势能。由于磁电天线的辐射功率是由磁致伸缩层表面的孔径电场决定,故利用本构方程将孔径电场替换为正弦分布的应力场,对磁电天线的平均辐射功率进行了求解,进而得到归一化的天线辐射品质因数。通过对不同层数结构磁电天线的归一化后势能、平均辐射功率和辐射品质因数等性能参数的比较分析,得到了优选的"压电层-磁致伸缩层-压电层"三层交替堆叠结构,实现了磁电天线辐射性能的最优化多层设计。