声子晶体夹层板的声振动特性研究
格栅夹层板由于其比强度高、比模量大等优点，在航空航天、船舶、车辆等领域得到了普遍的应用，其振动噪声问题一直受到广泛关注。而声子晶体作为一种人造周期结构，具有禁止弹性波传播的带隙特性，在结构减振降噪领域有着良好的应用前景。本文在格栅夹层板结构中引入声子晶体结构，对声子晶体格栅夹层板结构的能带特性、传输特性与隔声特性进行研究。 本文首先对格栅夹层板等效理论与声子晶体理论的研究现状进行了详细的综述，介绍了声子晶体夹层板的理论基础与结构能带特性的计算方法。同时对三种常见的格栅夹层板等效理论进行了详细的介绍，介绍了结构的隔声理论。在上述理论基础上，本文主要开展了以下工作。 首先利用Hoff理论对夹层板结构进行简化，并将圆柱形振子简化为弹簧质量系统，对简化模型的带隙特性进行了理论推导，对比COMSOLMultiphysics仿真结果，对计算的正确性进行验证。通过带隙特性曲线上典型点位所对应的振动模态，对带隙的产生机理进行分析。设计了双带隙声子晶体格栅夹层板结构，并对其带隙产生机理进行简单研究。 进一步分析了声子晶体夹层板材料参数与几何参数对其带隙特性与传递特性的影响。研究表明，在带隙范围内结构的振动有着良好的衰减。且随着结构材料参数与几何参数的变化，带隙范围会产生相应的变化，从而影响结构的带隙特性与振动传递特性。 基于有限元法对声子晶体格栅夹层板的隔声量进行了计算，验证了其良好的隔声特性。并对结构多频、宽频噪声阻隔进行了设计。制备声子晶体夹层板试件，对其隔声性能进行试验验证，并与市面上常见的阻尼涂层的隔声效果进行对比。试验表明，在带隙范围内，声子晶体夹层板有着良好的隔声性能，且隔声效果优于同等质量的阻尼涂层。
声子晶体;格栅夹层板;带隙特性;减振降噪
大连理工大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
洪明;崔洪宇
2020
中文
O735;TB535
2021-04-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）