一维杆状Thue-Morse(TM)准周期结构声子晶体带隙特性的研究

提出了一维杆状TM准周期结构声子晶体模型,采用有限元法计算了其带隙特性并与周期结构进行了比较。研究表明,TM序列准周期结构声子晶体可以有效地拓宽带隙宽度且能降低起始频率,而且在带隙范围内产生了具有高品质因子的局域共振模;此外还发现,不同代次的TM序列、不同排序的材料组合都不影响其带隙范围,但改变材料参数(密度和弹性模量)却能改变其带隙范围。此研究可供其在减振降噪、滤波、波导等方面的设计和实际应用参考。     

负电容压电分流的圆环超构材料隔振

针对共振结构宽频振动控制不足,本文研究了力电耦合超构材料的振动隔离特性。以超构材料存在带隙特性为出发点,设计了一种周期性铺设有压电纤维片的圆环超构材料,外接负电容分流电路以实现振动衰减作用。建立了超材料圆环的动力学方程,并通过有限元仿真软件验证了其衰减特性。发现圆环超构材料出现局域共振带隙,负电容分流电路的加入不仅在一定程度上拓宽带隙,且其减振效果十分显著。     

声子晶体声传播特性研究进展及其在船舶行业中的应用

声子晶体是一种重要的声人工材料,由于其独特的声波传播特性而得到广泛研究,对声人工材料中声波传播特性的研究具有重要意义。文章综述了声子晶体带隙特性、带隙机理以及吸声特性的研究进展,并对其在船舶减振降噪中的应用前景进行了展望。     

含共振单元的单相3维声子晶体设计及其带隙特性研究

局域共振型声子晶体具有低频段的弹性波带隙特性,在振动与噪声控制工程领域有着重要的应用前景。三维局域共振型声子晶体的结构形式目前主要是基于多组元材料体系,在面向工程实际的制造和应用方面存在局限。对此,本文提出一种可实现低频局域共振带隙的单相三维声子晶体结构,利用有限元方法计算了声子晶体的能带结构、振动模态和传输特性。结果表明：该结构在具有高频带隙的同时,可在归一化频率低于0.1的范围内打开相对带隙宽度超过20%的低频弹性波带隙。结构中球形质量单元和连接体的局域共振是该低频带隙产生的主要原因。结构材料属性的变化影响带隙频率值的实际大小,而结构几何参数决定带隙在整个能带结构中出现的相对位置。通过改变结构材料参数和几何参数,可以实现对低频带隙边界和带隙宽度的调控。带隙的进一步拓宽可以通过构造几何参数渐变的组合结构来实现。本文所提出的单相三维声子晶体结构可用于低频减振降噪材料和器件的设计开发。     

一种预变形周期刚架结构振动带隙特性分析

针对减振需求,本文在X型刚架结构的基础上,采用谱元法,分析了一种预变形刚架结构的振动带隙特性。根据梁/杆小变形理论,建立梁/杆谱单元刚度矩阵,针对刚架结构组装得到整体刚度阵,从而建立预变形平面刚架动力学模型。采用有限元方法验证了谱元法的有效性,在谱元法有效的前提下,计算结构的固有频率和频域响应,获得振动带隙结果,结果证明：预变形周期刚架结构可以实现更加低频的振动带隙。通过与无预变形周期刚架X型结构进行比较,揭示了本文所设计结构具有更低固有频率的原因。利用有限元方法计算频响透射率,验证理论模型的有效性。通过观察模态,进一步证明带隙的存在以及结果正确性。在结论基础上,提出可以考虑改变变形角,以满足工程需要。     

约束阻尼结构约束材料优化选择研究

在自由阻尼结构的基础上,建立了约束阻尼结构的振动方程并对方程进行求解.对比约束阻尼结构和自由阻尼结构的振动特性,证明了附加一层约束层可大大提高结构的损耗因子.研究了约束层材料力学性能参数对结构振动特性的影响,结果表明约束层弹性模量对结构振动特性影响较大,材料优化选择的结果也与工程实际中应用的材料基本一致,研究结果可对结构阻尼减振设计时约束材料的选择提供理论支持.     

微波电路中的光子带隙结构

介绍了微波电路中的光子带隙结构。光子带隙结构是具有带阻特性的周期结构,最初应用于光学领域,近几年被引入微波波段。光子带隙结构可以采用金属或介质材料周期排列而成,由于一维和二维平面带隙结构易于实现,所以在微波电路中得到了广泛的应用。     

基于声子晶体理论的饱和地基上周期性高架桥与隧道结构振动特性研究

<正>研究表明周期结构具有一个重要的振动特性:周期结构中存在能量带(Energyband),当弹性波在周期结构中传播时,某些频率范围内的振动不能通过,称之为禁带(band gap);而某些频率范围内的振动可以通过,称之为通带(pass band)。利用周期结构所具有的振动特性,可为结构的抗震设计、减振控制     

二维周期阻尼薄板结构的声辐射特性

对二维周期结构的现有研究大多局限于振动带隙方面,而针对二维周期阻尼薄板结构的声学特性,特别是结构材料属性对其声辐射特性的影响研究相对较少。通过有限元与边界元相结合的方法建立数值仿真模型,根据ISO 3744：2010（E）标准划分ISO Power FieldPoint Mesh场点,通过计算场点声压均方值揭示晶格常数、板和阻尼材料的密度等结构和材料参数对声辐射特性的影响规律,为控制周期阻尼结构的声辐射和实现降噪提供理论基础。     

粘弹性阻尼结构振动仿真及在轨道车辆的应用

采用有限元和试验验证相结合的方法研究粘贴粘弹性阻尼悬臂梁的模态以及瞬态响应仿真技术,然后将仿真技术应用于轨道车辆车体结构,探索了粘弹性阻尼材料对车体结构振动特性的影响及其在轨道车辆车体减振设计的应用,研究表明采用粘弹性阻尼材料对轨道车辆结构具有较好的减振作用.     

曲面EBG结构表面波带隙特性研究

对3种典型EBG结构在曲面上表面波带隙特性进行了研究。利用悬置微带线法,分析了曲面EBG结构带隙特性与其结构参数及曲率的关系。结果表明,曲率对表面波带隙的影响不是太明显,只是带隙中心频率有稍微的下降,介电常数与介质厚度对带隙影响规律与平面上一致。这一结论对在圆柱共形天线上应用高阻表面结构有一定的指导意义。     

利用磁流变弹性体对超材料梁进行带隙调控

为了研究在不改变结构的情况下实现对超材料带隙的调节,本文基于磁流变弹性体设计了一种新型超材料梁结构。采用有限元方法,建立了含磁流变弹性体的超材料梁模型,给出了超材料梁结构在外磁场作用下得的带隙位置和传输曲线。结果表明：通过利用外磁场对磁流变弹性体的材料参数进行非接触式控制,可以实现对带隙特性的大幅度调节。研究还发现通过改变结构的几何参数也可以对含磁流变弹性体的超材料梁的带隙进行调节。     

带有粘弹性材料涂层的颗粒阻尼器实验

颗粒阻尼是一种被动减振技术,具有耗能效果好、结构简单、成本低廉、易于实施及适合在恶劣环境下使用等优点。由于粘弹性材料具有良好的耗能特性,提出了一种带有粘弹性材料涂层的颗粒阻尼器,并将其安装在悬臂梁的自由端进行了悬臂梁的减振特性实验。实验结果表明,带有粘弹性涂层的钢球颗粒阻尼器具有良好的耗能特性,减振效果明显超过了普通钢球颗粒阻尼器。尤其在机械的低频振动中(30Hz以下),其依然具有良好的减振能力,这是传统颗粒阻尼器所缺乏的特性,故带有粘弹性涂层的颗粒阻尼器具有广阔的应用前景。     

应用网络理论分析一维微带光子带隙滤波器

为了有效分析一类一维微光子带隙(PBG)滤波器的电磁特性,应用微波网络理论对PBG单元阻抗变化范围、周期个数对PBG滤波器的传输特性的影响进行了分析．分析表明,只要PBG结构单元中特性阻抗按一定规律变化,其整体结构均会呈现带隙特性．     

层状软声子晶体带隙及传输特性的主动调控

首先利用非线性大变形理论计算了预应力偏场作用下一维三组元层状软声子晶体材料参数、几何尺寸的变化,然后通过有限元软件Comsol建立了一维三组元声子晶体模型,研究了结构中小增量场纵波传播问题。通过Comsol软件计算得到了不同预应力偏场作用下的声子晶体带隙分布以及有限周期结构的幅频响应图,对比分析了施加力偏场、三种材料组分比的变化对声子晶体带隙位置和宽度以及有限周期结构中波衰减程度的影响。结果显示:通过外部预应力偏场的控制可以实现一维三组元软声子晶体带隙分布以及传输特性的主动调控。     

基于锰铜高阻尼合金输流管路减振设计实验研究

输流管路的关键部件对管路振动有很大影响。首次将锰铜高阻尼合金材料应用于管路减振设计中,制作了锰铜阻尼合金三通管件,搭建了实验测试平台,实验研究了在简谐激励作用和工作状态下锰铜阻尼合金材料三通管件对输流管路振动幅频响应及加速度频响的振动特性的影响。研究发现高阻尼合金材料能够使结构振动的位移和加速度响应均有所降低。实验结果表明,通过合理的设计,将高阻尼合金材料合理应用输流管路系统,能够达到减振效果,研究结果可为高阻尼合金材料在输流管路减振设计应用提供参考。     

减振镗杆振动控制研究综述

综述镗削过程中减振镗杆振动控制的研究概况和进展.根据切削振动发生的原因和特点,针对减振镗杆减振方式和方法的不同,从减振镗杆的理论模型、减振结构及减振材料角度总结归纳了前人的研究成果,总结当前的研究进展.减振镗杆减振技术在理论方面依然存在制约因素,一些新的技术和新的材料的出现促进了减振理论和思想的发展,在传统控制方法不断改进的同时,基于智能材料的各种新型减振技术也出现了,对他们的研究状况进行分析和展望.     

基于快速多极间接边界元法的地震超材料隔震效应研究

本文将快速多极间接边界元法 (FMIBEM) 应用至地震超材料对地震波的散射模拟,并提出一种周期性隔震材料——岩土复合地震超材料 (RSCSM)。在精度验证基础上,对RSCSM的带隙结构及不同单晶胞结构下的隔震效果与带隙范围进行详细的数值分析。结果表明：采用FMIBEM能够有效地处理大型地震超材料对地震波的宽频散射问题；RSCSM能够隔离地震波超低频段隙,方形晶胞结构产生的带隙宽度(0.5-17 Hz与54-72 Hz)涵盖了地震波产生危害的主要频段(0.5-2 Hz),隔震效果可达35%以上；改变RSCSM的单晶胞结构会对地震超材料带隙结构产生重要影响。本文研究为二维地震超材料对地震波散射的模拟提供一种高效方法,研究结论可为地基隔震设计提供部分科学依据。     

准周期结构一维光子晶体的带隙结构及偏振特性

提出了折射率分别递增或递减的准周期结构一维光子晶体,研究了其带隙结构和偏振特性。研究表明,光子带隙的大小与两种介质的折射率比有关,随折射率比的增大而展宽。TE模和TM模的偏振特性不同,随入射角的增大,虽然TE和TM模的带隙中心都向短波方向移动,但TE模的禁带展宽而TM模的禁带变窄。不论入射角多大,当各层介质的折射率递增时光子带隙向长波方向移动,而当折射率递减时光子带隙则向短波方向移动。     

含负折射率材料的一维光子晶体的能带特性

进一步研究光子晶体的传输特性,从色散关系出发,通过数值模拟计算研究了由正折射率材料和负折射率材料交替组成的一维光子晶体的能带结构与光子晶体的结构参数之间的关系。结果表明：当两种材料的光学厚度相同时,含负折射率的光子晶体的带隙比传统的光子晶体带隙大得多,并且具有狭窄的透射带。讨论了带隙的存在与折射率比值的关系,与传统光子晶体的透射谱进行了比较。为应用负折射率材料拓宽一维光子晶体带隙和设计多通道光子晶体滤波器提供了有益的理论参考。