二維三組元聲子晶體低頻穩(wěn)態(tài)響應(yīng)探究.pdf

1、隨著社會和科技的發(fā)展，噪音污染已經(jīng)成為當(dāng)今世界三大污染之一，而其中低頻噪音污染尤為突出。噪音污染嚴(yán)重影響了人們的日常生活和工作，給人們身心健康造成不可忽視的影響，高效隔聲材料成為人們急切需求的環(huán)保產(chǎn)品。傳統(tǒng)隔聲材料當(dāng)下已經(jīng)給噪音治理帶來不少好處，但限于質(zhì)量定律其仍不能滿足環(huán)保要求，聲子晶體的出現(xiàn)給這項(xiàng)工作帶來了福音。聲子晶體是一種復(fù)合材料，對彈性波具有帶隙特性和周期結(jié)構(gòu)性，其中局域共振型聲子晶體又具有低頻特性。在聲子晶體廣泛的應(yīng)用前景條

2、件下，對聲子晶體的研究勢在必行，目前對二維三組元局域共振型聲子晶體低頻領(lǐng)域的研究尚少，本文借助有限元理論和顯式動(dòng)力分析軟件 LS-DYNA對此作一些探索，以期得到一些新的有用的成果。
　　在現(xiàn)有理論和研究成果的基礎(chǔ)上，本文作了以下工作并得到些許成果：
　?。?）在有限元方面建模并模擬一維聲子晶體對低頻噪音的隔聲效果，與理論經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果對比，驗(yàn)證有限元方法研究聲子晶體的可行性，為有限元方法應(yīng)用于聲子晶體低頻方面提供依據(jù)；<

3、br>　?。?）通過研究聲子晶體中散射體排數(shù)不同對低頻隔聲的影響，探索聲子晶體有限元建模的最佳模式。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，一排散射體時(shí)聲子晶體使低頻聲波的衰減為30％，三排散射體時(shí)為32%,當(dāng)散射體排數(shù)增加到五排時(shí)這一數(shù)據(jù)達(dá)到了75%，而再增加散射體排數(shù)時(shí)效果已不明顯，如七排散射體時(shí)低頻聲波衰減為77%。可見，五排散射體時(shí)聲子晶體的實(shí)際應(yīng)用效果就是最好的了。從理論上解釋了為什么散射體排數(shù)達(dá)到五排時(shí)隔聲效果是最好的；
　?。?）基于以上探討和

4、相關(guān)結(jié)論，研究了二維三組元局域共振型聲子晶體低頻穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，分析了各組分在隔聲中的作用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，基體前后側(cè)節(jié)點(diǎn)振動(dòng)衰減只有30%，說明基體主要起結(jié)構(gòu)上的承載作用，聲波主要是通過基體傳播；前后側(cè)包裹層的振動(dòng)衰減達(dá)到了了90%以上，此結(jié)果表明包裹層在低頻隔聲中具有重要作用；前后側(cè)散射體的振動(dòng)衰減為75%，可見散射體的存在也是低頻聲波透過聲子晶體而衰減的主要原因。從理論上分析了各組分在隔聲中的相互作用和影響，并從物體自振頻率公式出發(fā)，推導(dǎo)了