声子晶体结构在汽车制动降噪中的理论研究及应用

基于弹性波在声子晶体结构中传播时会产生弹性波带隙，即特定频率范围的弹性波被禁止传播这一特性，为降低高频的制动噪音，将声子晶体这一新结构引入到汽车盘式制动装置中。通过对汽车制动噪音频谱的分析，得到高频噪音比较集中的频段。通过设计专用的二维空气柱/钢体系正方格子声子晶体结构（体积占有率为40％），使高频噪声集中频段（2000-2500Hz）落于声子禁带中，以达到降噪的目的。与传统的制动降噪技术相比，利用声子晶体结构的降噪装置具有频带宽和降噪量大的优越性。通过实验装置验证了声子晶体降噪结构的可行性，在2000～2500Hz范围内，声压的降低幅值最大可达25dB，平均降噪量可达13dB以上，即对汽车刹车减噪起到了明显的效果。