开口圆环类声子晶体传播禁带特性研究

为衰减中低频振动噪声,本文设计了一种非严格对称的开口圆环类声子晶体结构,基于有限元法和弹性波理论分析了其禁带特性和各方向的振动衰减性能;结合系统的振动模态解释了带隙打开和关闭的原因,并分析了几何参数对带隙宽度的影响规律。结果表明:由于晶体的非严格对称,仅ΓX方向的传输损耗和禁带特性吻合,且衰减性能优于MΓ方向,禁带内平均衰减27.8 dB,同比提升了5.5 dB。禁带内几乎没有产生位移变形量,而通带因无法抑制弹性波传播导致变形量显著增大;芯体的水平和旋转运动是带隙起始、截止的明显标志。以钨为芯体,能获得起始频率和带宽均为500 Hz的低频带隙,增大芯体的材料密度、填充率和晶格尺寸有助于获得较低频率的完整带隙。

基于LMS Virtual Lab的薄金属铝板的隔声量计算研究

以单层金属薄铝板为研究对象,建立板的三维模型,用Virtual Lab/Acoustic以直接有限元法进行铝板的声振耦合计算,分析金属铝板隔声量频率特性曲线,然后与实验测量数据进行对比分析。特别针对数值模拟计算中模型的几何尺寸和边界条件对板的隔声量频率特性曲线的影响进行了对比分析。研究结果发现,数值计算能够有效地进行金属板的隔声量特性曲线预测,模型的几何尺寸和边界条件在低频条件下对薄板的隔声量有较大的影响。