基于能带理论的周期夹芯板振动传输特性的数值分析与实验研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文基于能带理论的周期夹芯板振动传输特性的数值分析与实验研究作者姓名苗鸿伟学科专业防灾减灾工程及防护工程指导教师于桂兰教授培养院系土木建筑工程学院二零一五年六月硕士学位论文基于能带理论的周期夹芯板振动传输特性的数值分析实验研究作者：苗鸿伟导师：于桂兰北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校

2、可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名签字日期：年月⑶签字曰期广年彡月曰学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文基于能带理论的周期夹芯板振动传输特性的数值分析与实验研究作者姓名：苗鸿伟学号：导师姓名：于桂兰职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：防灾减灾工程及防护工程研究方向：结构减振隔振北京交通大学年月致谢岁月蹉跎，白驹过隙，三年行来，感悟良多。念及离别，辗转反侧，子时提笔，心有所思，信手拈来，忆似水年华，感时光不复。饮其流时思其源，成吾学时念吾师。值此论文完成之际，谨向我

3、尊敬的导师于桂兰教授致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在于老师的言传身教、严格要求和悉心指导下，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，掌握了学科的研究方法，而且还明白了许多待人接物和为人处世的道理。于老师平易近人的人格魅力，严谨进取的治学精神和乐观向上的生活态度，将是我今后生活工作中的指路航标。桃李不言，下自成蹊；师恩深厚，不敢言报。唯有今后以百倍热情工作、学习，力争有所建树，以报师恩于万一。还要感谢徐艳秋老师、杨丽辉老师及土建学院其他老师。各位老师道德与文章并重，宽容博大的胸襟、谦逊朴素的为人，令我如沐春风，倍感温馨。经过老师们无数次的指点迷津，我无论在科研还是做

4、人方面都受益匪浅。数载教诲，师恩难报，我在这里向各位老师鞠躬致谢！感谢姚宗建师兄、强文涛师兄、葛培培师姐、刘硕甲师兄、侯普光师兄、陶书朗师兄以及同门夏烈。他们的研究成果给我的课题研究奠定了很好的基础。感谢吴俊男、夏烈、赵海川和刘声修同学给予我实验上的莫大帮助，那段时间的起早贪黑、长途跋涉辛苦你们了，感激之情，难于言表。感谢田村的烩面馆，烩面给我一种家的味道，热情厚道的老板经常给抹去账单的零头。感谢宿舍同仁吴俊男、许丁予和杨振轩同学，多谢你们的包容、体谅与督促。感谢刘华博、毕晶晶、于冠雄经常陪我闲聊，你们渊博的知识完全颠覆了我的三观。感谢刘心男博士指导我学习软件。我们共同为青

5、春奋斗，我们共同在黑夜祈求黎明，我们共同把酒言欢，我们共同相知相交，然而，前路漫漫，无论未来我们携手同行还是相忘江湖，我都祝福你们，我将永远珍藏我们之间的点滴回忆，因为这是我一生最宝贵的财富！应人要求，在此感谢任凤、吴心，原因不明。感谢我的父母，给我提供了源源不断的支持，我很过意不去。没有催婚，让我心安理得的享受着单身生活。感谢北京交通大学桥梁工程系多年的栽培。感谢国家自然科学基金（对本课题的大力资助。苗鸿伟摘要摘要周期复合结构是指由两种或两种以上弹性材料按照一定的周期性组合而成的新型结构。周期复合结构具有带隙特性，即特定频率范围内的振动在结构中将不能传播。周期夹芯板是一种

6、特殊形式的周期复合结构，通过对其结构形式、材料参数和几何参数的设计，可以人为设计其带隙范围，使其能够阻碍特定频段内的振动传播，从而实现结构减振隔振。本文首先对周期钢筒夹芯板、中空板和蜂窝板的带隙特性及振动传输曲线进行了数值计算和分析，讨论了几何参数及材料参数的影响，然后分别对周期钢筒夹芯板和中空板进行了振动实验测试，得到了加速度频响曲线，并与振动传输曲线数值结果和结构的带隙分布进行了对比，主要结论如下：、周期钢筒夹芯板、中空板和蜂窝板均具有带隙特性，振动传输曲线数值模拟结果均存在明显的频率衰减区域且与带隙位置基本一致，说明可以利用周期夹芯板带隙特性实现对不同频段范围内的振动

7、传播进行调控，达到减振隔振的作用。、对于周期钢筒夹芯板，增大面板的弹性模量或减小面板的密度，带隙的位置升髙，相应的带隙宽度变大。芯体的弹性模量对带隙几乎没有影响。选择高密度的芯体，可以获得低频较宽带隙。增大钢筒高度和厚度或减小面板厚度和钢筒半径均能获得低频较宽带隙。对于中空板，随着单元格长度的减小，带隙的中心频率升髙，宽度增大。对于蜂窝板，随着芯体高度和最小周期尺寸的增大，带隙的中心频率和带宽均减小。、实验测得的周期钢筒夹芯板和中空板的加速度幅频响应曲线中均存在幅值发生明显衰减的频率范围且衰减幅度达到，并且周期数越