周期夾芯板減振隔聲性能研究及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、周期結(jié)構(gòu)是按照一定的周期性組合而成的結(jié)構(gòu)。彈性波（或聲波）在周期結(jié)構(gòu)中傳播時會形成能帶結(jié)構(gòu)，通過材料參數(shù)和幾何參數(shù)的周期性調(diào)節(jié)可使能帶之間出現(xiàn)帶隙，稱之為頻率禁帶。處于頻率禁帶范圍內(nèi)的彈性波（或聲波）將無法在結(jié)構(gòu)中傳播，從而起到很好的減振隔聲的作用。
　　周期夾芯板是一種典型的周期結(jié)構(gòu)。本文利用大型有限元軟件COMSOL對大量形式的夾芯板進(jìn)行能帶結(jié)構(gòu)的計算，發(fā)現(xiàn)了能夠產(chǎn)生禁帶的兩種芯體形式:波紋板和格柵材料。分別對這兩種芯體形式的

2、周期夾芯板進(jìn)行了振動傳輸響應(yīng)的計算并與能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對照。系統(tǒng)研究了幾何參數(shù)和材料參數(shù)對禁帶特性的影響，并通過單胞的振動模式對禁帶調(diào)節(jié)機(jī)理進(jìn)行了分析，提出了基于禁帶特性的優(yōu)化參數(shù)方案。本文還對附加質(zhì)量塊的格柵夾芯板的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計算，并分析了附加質(zhì)量塊的密度和彈性模量對能帶結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明:
　　1、禁帶頻率范圍內(nèi)的彈性波在波紋夾芯板和格柵夾芯板中的傳播會受到極大的抑制，從而起到減振隔聲的作用。禁帶的位置和寬度與結(jié)構(gòu)的幾

3、何參數(shù)和材料參數(shù)有關(guān)。
　　2、對于波紋夾芯板，存在最優(yōu)的板厚選擇使得禁帶寬度最大。波紋芯板傾斜角度對禁帶的影響較大，傾斜角度大于600后禁帶可能消失。彈性模量對禁帶的影響較大而密度的影響較小，存在最優(yōu)的面板與芯板彈性模量之比使得禁帶寬度最大。禁帶可以通過“串聯(lián)”不同幾何參數(shù)或材料參數(shù)的單胞實(shí)現(xiàn)拓寬。
　　3、對于格柵夾芯板，存在最優(yōu)的板厚選擇使得禁帶寬度最大。周期長度對禁帶有非常顯著的影響，而夾芯高度對禁帶的影響較小。禁帶

4、位置隨著周期長度的增大而降低，禁帶寬度隨著周期長度的增大而變窄。彈性模量對禁帶的影響較大，當(dāng)E面/E芯＞1時禁帶消失。密度對禁帶的影響相對較小。三角型格柵夾芯板的禁帶位置高于六角型和四邊型格柵夾芯板。
　　4、通過與沒有附加質(zhì)量塊的格柵夾芯板的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn):附加質(zhì)量塊后的結(jié)構(gòu)會在某些能帶處產(chǎn)生“截斷”形成平直帶，從而產(chǎn)生了局域共振型禁帶。附加質(zhì)量塊的密度越大或者彈性模量越小，共振頻率越小，局域共振型禁帶的位置越低。附加質(zhì)量