基于能帶理論的周期夾芯板振動傳輸特性的數(shù)值分析與實驗研究.pdf

1、周期復(fù)合結(jié)構(gòu)是指由兩種或兩種以上彈性材料按照一定的周期性組合而成的新型結(jié)構(gòu)。周期復(fù)合結(jié)構(gòu)具有帶隙特性，即特定頻率范圍內(nèi)的振動在結(jié)構(gòu)中將不能傳播。周期夾芯板是一種特殊形式的周期復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過對其結(jié)構(gòu)形式、材料參數(shù)和幾何參數(shù)的設(shè)計，可以人為設(shè)計其帶隙范圍，使其能夠阻礙特定頻段內(nèi)的振動傳播，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振隔振。
　　本文首先對周期鋼筒夾芯板、中空板和蜂窩板的帶隙特性及振動傳輸曲線進行了數(shù)值計算和分析，討論了幾何參數(shù)及材料參數(shù)的影響，然

2、后分別對周期鋼筒夾芯板和中空板進行了振動實驗測試，得到了加速度頻響曲線，并與振動傳輸曲線數(shù)值結(jié)果和結(jié)構(gòu)的帶隙分布進行了對比，主要結(jié)論如下:
　　1、周期鋼筒夾芯板、中空板和蜂窩板均具有帶隙特性，振動傳輸曲線數(shù)值模擬結(jié)果均存在明顯的頻率衰減區(qū)域且與帶隙位置基本一致，說明可以利用周期夾芯板帶隙特性實現(xiàn)對不同頻段范圍內(nèi)的振動傳播進行調(diào)控，達到減振隔振的作用。
　　2、對于周期鋼筒夾芯板，增大面板的彈性模量或減小面板的密度，帶隙的位

3、置升高，相應(yīng)的帶隙寬度變大。芯體的彈性模量對帶隙幾乎沒有影響。選擇高密度的芯體，可以獲得低頻較寬帶隙。增大鋼筒高度和厚度或減小面板厚度和鋼筒半徑均能獲得低頻較寬帶隙。對于中空板，隨著單元格長度的減小，帶隙的中心頻率升高，寬度增大。對于蜂窩板，隨著芯體高度和最小周期尺寸的增大，帶隙的中心頻率和帶寬均減小。
　　3、實驗測得的周期鋼筒夾芯板和中空板的加速度幅頻響應(yīng)曲線中均存在幅值發(fā)生明顯衰減的頻率范圍且衰減幅度達到40％～70％，并且