基于禁带特性的周期点阵夹芯板减振隔声性能研究与芯体设计

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文基于禁带特性的周期点阵夹芯板减振隔声性能研究与芯体设计作者姓名吴俊男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硕士学位论文基于禁带特性的周期点阵夹芯板减振隔声性能研究与芯体设计作者：吴俊男导师：于桂兰教授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。保密的学

2、位论文在解密后适用本授权说明）中图分类号：学校代码：丨：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文基于禁带特性的周期点阵夹芯板减振隔声性能研究与芯体设计作者姓名：吴俊男学号：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：结构减振隔声北京交通大学年月致谢伴随着毕业论文的定稿，三年的研宄生生活也要结束了，回想起三年前入校时的忐忑与不安、论文研究中的迷茫与苦痛，到如今我己收获了成长与知识。这期间我得到了许多人的关怀和帮助，现在我要向他们表达最诚挚的谢意。首先，感谢我的导师于桂兰教授。在整个科研过程中，每当我碰到难题，老师总是尽心

3、尽力为我解答，教会我如何进行科研，如何解决问题。在论文写作中，老师总是耐心的帮我修改，教会我如何构思如何写作。于老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，在此衷心感谢三年来于老师对我的关心和指导。另外，徐艳秋副教授和杨丽辉老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。感谢师兄陶书朗、师姐施高姗在课题开始阶段和论文研宄阶段，给予了莫大的帮助和指导。在实验室工作及撰写论文期间，苗鸿伟、夏烈、赵海川、刘声修等同学对我论文的研宄工作给予了热情帮助。在此向他们表达我的感激之情。感谢室友杨震轩、许丁予、苗鸿伟三年的陪伴，感谢他们的支持和

4、鼓励，也感谢他们的包容与理解，让我的研宄生生活能够丰富多彩并且充满欢笑。感谢父母和家人的爱与支持，他们用爱和辛劳撑起的家是我最坚实的依靠，他们也是我努力学习的不竭动力。特别感谢我的女朋友曹雅倩，谢谢她的默默付出和耐心等待，让我能够安心完成学业。感谢他们为我所做的一切，让我真真切切觉得自己是一个幸福的人。感谢北京交通大学土木建筑工程学院桥梁工程系的培养。最后感谢国家自然科学基金（对本课题的资助。中文摘要中文摘要摘要：周期结构具有频率禁带特性，即处于频率禁带范围内的振动或波动无法在结构中传播，从而实现结构隔振降噪的目的。周期点阵夹芯板是一种典型的周期结构，具有轻质、高

5、强和高能量吸收等优良特性，是一种集多功能于一身的优秀建筑板材，具有重要的科研价值和实际意义。本文设计了三种新型周期点阵夹芯板一型、型和重叠金字塔型，并利用有限元软件对三种传统点阵夹芯板和三种新型点阵夹芯板分别进行了能带结构的分析计算。针对二维型周期点阵夹芯板，计算了几何参数和材料参数对其能带结构的影响，得到了禁带的变化规律；计算了它的振动传输曲线，并分析了其隔振特性。针对三维金字塔型周期点阵夹芯板，研究了结构尺寸对其方向禁带的影响，得到了方向禁带的变化规律；计算了它的传声损失曲线，并分析了其隔声性能。结果如下：当夹芯板只在平面方向具有周期性时，三种传统点阵夹芯板不

6、存在较宽的完全禁带，而三种新型点阵夹芯板均有良好的禁带特性。其中，型周期点阵夹芯板的禁带特性最好。当夹芯板在平面方向和厚度方向均具有周期性时，六种夹芯板均不存在完全禁带，但在厚度方向均存在方向禁带。其中，金字塔型夹芯板在厚度方向具有最好的禁带特性。面板厚度和平面方向的周期尺寸对禁带中心频率位置影响较大，而芯体的宽度、高度和杆件直径能够有效改变禁带的宽度。型点阵夹芯板振动传输曲线与金字塔型点阵夹芯板传声损失曲线中，都存在振动和声波发生明显衰减的频率范围，且这一范围与其能带结构中的禁带和方向禁带范围相吻合。说明利用周期点阵夹芯板的禁带特性能够有效抑制振动和声波在结构中

7、的传播，实现减振隔振以及隔声降噪的应用。关键词：周期点阵夹芯板；禁带；隔振；隔声分类号：ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Periodicstructures(PSs)havestopbandscharacteristics.Thatis,vibrationsorfluctuationsinthesefrequencyrangescannotpropagateinthePSs,sothatwecanachievethegoalofstructure'svibrationisolationandnoisereduction.Periodiclatti

8、cesan