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.     

金属/丁腈橡胶杆状结构声子晶体振动带隙研究

采用平面波方法计算了金属 /丁腈橡胶一维杆状结构声子晶体振动带隙 ,讨论了晶格尺寸、材料组分比、金属密度对声子晶体振动带隙的影响。采用有限元方法计算了材料阻尼特性对振动带隙的影响 ,计算表明 :丁腈橡胶阻尼特性不影响振动带隙的起始频率。金属 /丁腈橡胶杆状结构声子晶体的振动实验验证了文中的主要结论     

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.     

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.     

基于声子晶体的车内噪声研究

声子晶体是近年来提出的一种新型功能材料,是一种由两种或多种材料组成的具有周期性结构和弹性波带隙的声学功能材料或结构,并且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汽车车内噪声控制,特别是车内低频噪声控制提供了一种新的研究方法.在介绍了声子晶体的概念、基本特征及能带结构的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状,同时对车内噪声的产生机理进行了分析,最后对声子晶体在应用于汽车车内降噪方面的研究做了展望.     

一维杆状结构声子晶体扭转振动带隙研究

从椭圆杆的扭转振动方程出发，利用平面波展开法，给出了无限周期结构的一维声子晶体杆的扭转振动能带结构。发现一维声子晶体具有扭转振动带隙，并且分析了椭圆形状对带隙频率的影响。利用有限元方法计算了有限周期结构的椭圆杆的扭转振动频率响应，在带隙频率范围内频率响应具有明显的衰减。扭转振动是噪声及振动控制领域研究的主要对象之一，周期结构杆中存在扭转振动带隙为减振理论与应用提供了一种新的思路。     

声子晶体弹性波带隙理论计算及实验研究

声子晶体是一种具有弹性波带隙的新型结构功能材料。本文在详细介绍声子晶体弹性波带隙计算方法——平面波展开法的基础上,采用该方法计算了一维金属／丁腈橡胶杆状结构声子晶体及二维空气中正方形排列的钢管阵列声子晶体的弹性波带隙并进行了实验验证。实验结果同理论计算结果吻合较好。     

一维功能梯度材料声子晶体弹性波带隙研究

应用平面波展开法研究了由功能梯度材料周期复合而成的一维声子晶体中存在的弹性波带隙特征,并得到第一阶带隙归一化起始频率、截止频率和宽度随功能梯度材料表面材料常数、指数因子和组分比变化的关系图。并对功能梯度材料声子晶体与常规材料声子晶体帯隙特征进行了比较,结果表明,功能梯度材料声子晶体较常规材料声子晶体在相同范围内能够出现更多阶带隙结构。这些结果为功能梯度材料声子晶体在工程实际中的广泛应用提供了理论依据和指导。     

幂指数棱台声子晶体对薄板振动弯曲波的调控特性研究

针对薄板结构的振动控制,提出了一种幂指数棱台声子晶体构型,并对其带隙的产生机理和影响因素进行了分析,结果表明提出的幂指数棱台声子晶体具有三个弯曲波完全带隙,其中第二带隙宽度可达850 Hz。联合数值仿真和试验方法对声子晶体的弯曲波带隙进行了验证。随着棱台结构高度的增加,三个带隙的带宽扩大。棱台的幂函数幂次升高会使带隙的起始频率与终止频率降低,而边缘厚度的增高会弱化能量聚焦效应使带隙的宽度逐渐变窄。具有线缺陷的声子晶体板可使带隙频段内的弯曲波沿着设计路径传播。     

二维声子晶体的对称性对声学带隙的影响

用平面波展开方法计算了正三、四、六、八棱柱体及圆柱体按正方点阵排列的二维水-水银声子晶体的声学带隙结构．首先研究了非圆柱体的旋转对带隙的影响，发现在给定的柱体和（较低的）填充率下带隙宽度的最大值和最小值均出现在晶体结构对称性最高时．通过调节柱体的方位，找出各填充率下的最宽带隙，结果表明：在水／水银系统中，带隙宽度随柱体对称性的提高而增大；在水银／水系统中，除正四棱柱晶体带隙最宽以外，情况正好相反．     

《混合动力汽车噪声和振动的分析与控制》

论文分析了混合动力汽车的结构特点,研究了由于结构变化而带来的噪声与振动源及其特性的变化,提出了混合动力汽车噪声与振动源的控制措施,总结了混合动力汽车噪声与振动控制的难点及其发展趋势。     

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。     

一维声子晶体振动特性与仿真

研究了一维细长杆声子晶体振动特性。利用平面波展开法，计算一维无限周期结构声子晶体的带隙结构，发现每一带隙的宽度与材料的组份比有关。对于有限结构的一维声子晶体，利用MSC／NASTRAN进行防真，仿真结果与实验吻合较好。并通过仿真不同直径的声子晶体研究了横波对带隙的影响。     

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。     

声子晶体研究概述

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各国研究机构的极大关注。文章介绍了声子晶体的概念及基本特征，阐述了声子晶体禁带机理及声子晶体的各种潜在应用领域，最后对声子晶体的研究发展作了展望。