基于声子晶体带隙特性的薄板减振设计

基于平面波展开法和薄板振动方程,计算了薄板型声子晶体的带隙和减振特性,通过与有限元软件的计算结果验证带隙计算的正确性,并进一步讨论了散射体几何形状及填充率、弹性模量比、密度比等对薄板型声子晶体带隙特性和减振的影响。结果表明正多边形散射体随边数的减小,第一带隙宽度逐渐增加,正方形散射体薄板减振效果明显。填充率对声子晶体带隙特性的影响不是线性的。随散射体基体弹性模量比数量级增大,第一带隙趋于低频,宽度降低。散射体基体弹性模量比较大时,密度比越大,第一带隙宽度越大,对应的薄板结构减振特性越好。

单面柱声子晶体板低频带隙特性与机理分析

基于有限元法计算分析散射体材料属性和散射体形状对单面柱板结构局域共振型声子晶体带隙特性的影响,并通过计算单胞位移特征模式解释声子晶体带隙特性变化的物理机理.结果表明:散射体的密度和弹性模量以及散射体形状通过改变声子晶体单胞局域状态,对声子晶体带隙特性产生很大影响.总结声子晶体板结构低频带隙特性变化规律,为工程减振降噪提供参考.

基于带隙特性含周期孔的声子晶体板设计

提出一种含有周期孔和周期柱的声子晶体结构,通过与原始的板柱型声子晶体结构比较,周期孔的引入在增加带隙宽度的同时也增强了其减振特性。可根据结构应变能以及提出的有效质量分析其带隙机理。同时,研究了孔半径、柱半径以及柱高度对声子晶体板带隙特性的影响。研究表明柱半径、孔半径以及柱高度的增加都会使得带隙宽度增加,对应减振特性越好。

弯折臂格栅结构声子晶体带隙优化

通过对弯臂格栅结构声子晶体中密度、弹性模量以及模型几何参数等因素对第一带隙宽度的影响规律的研究,对弯臂格栅结构声子晶体设计参数进行了优化,优化后的结构较初始设计结构带隙宽度增加了近三倍,该优化方法有效地改善了声子晶体的带隙特性。选取与文献中相同的参数所得的计算结果与文献中的实验结果吻合良好,证明了计算模型的理论可行性,同时设计参数对带隙的影响规律与COMSOL进行了对比也验证了规律的正确性,在此基础上利用基于NSGA-II遗传算法的优化方法可以实现对声子晶体结构带隙的控制。

火箭被动减振结构——C型弹簧的设计

为了研究C型弹簧对火箭减振的作用,采用有限元方法,建立了包含C型弹簧的火箭有限元模型,对火箭结构的减振进行设计。研究发现在12~285 Hz频率范围内,C型弹簧被动减振结构具有良好的减振效果。进一步讨论了C型弹簧的材料、厚度、宽度以及数量等影响因素在较低频率下对C型弹簧减振效果的影响。在进行C型弹簧设计时,采用具有较小杨氏模量的材料有利于减振,在同等条件下,减小C型弹簧厚度、宽度和数量,对减振有利。