试析二维周期板结构隔震性能研究

《试析二维周期板结构隔震性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京交通大学硕士学位论文二维周期板结构隔震性能研究姓名：李荻申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：石志飞;向宏军20090601中文摘要摘要：周期结构是具有振动带隙的一种新型结构。在带隙所包含的频率范围内，振动会被削弱。周期结构的这种振动带隙特性为减振技术的发展指出了一条新的道路。基于弹性动力学理论，结合减振技术基本原理，本文初步探索了周期结构在减振领域应用的可行性。根据布拉格散射机理针对二维二元周期结构进行低频带隙计算，本文围绕低频带隙的特点将周期板设计成为工程隔震装置，并以数值模拟方法检验该装置在工程中的抗震效果，从而将周期结构应用于工程隔震设计中。主要研究内容与结论包括：l、对周

2、期结构的能带计算及隔震的基本理论和方法的介绍。从弹性波波动方程出发，本文详细地介绍了适用于周期结构带隙计算的平面波展开法。2、讨论材料及尺寸参数对低频带隙形成的影响。带隙的形成及频域范围与材料及尺寸的参数有着直接的关系。通过平面波展开法的计算，选择适当的尺寸、工程中常用的材料组合，设计带隙下限频率较低的无限周期结构板模型。3、使用有限元方法对有限周期结构板进行数值仿真计算，找出周期数对有限周期结构模型形成带隙的影响关系，确定在隔震模拟中有限结构板的周期数值。4、设计周期结构隔震装置，将其与上部结构相结合，进行动力分析，根据周期结构设置位置不同而产生的不同隔震效果，寻找最佳设置位置。同时，将

3、周期结构板隔震效果与非隔震结构及传统隔震支座隔震效果进行比较，讨论并指出结构周期板用于隔震的优势与待改进问题。关键词：二维周期结构；隔震；工程数值模拟分类号：ABSTRACTABSTRACT：PeriodicstructureiSanewtypeofstructurewithvibrationbandgaps．Vibrationwillbereducedwhenthefrequencyiscontainedinthegaprange．nlepropertiespointoutanewdirectioninvibrationisolation．Basedonthetheoriesofelas

4、todynamics，thefeasibilityofapplicationofperiodicstructuresinvibrationisolationisconducted．111elowfrequencybandgapin2一DperiodicstructuresisobtainedbyBraggscatteringmechanism．Thenanewtypeofisolatorisdesignedwithperiodicstructuresofwhichthecharacterissimulatednumerically．Themainworksincludefourpartsa

5、sfollowing：1．Thebasictheoryandanalyticalmethodsforperiodicstructuresareintroducedinthispaperandthedetailedplane-waveexpansion(PWE)methodisgiven．2．Theinfluencesofthematerialandstructuralparametersonthebandgapsof2-Dphononiccrystalsarediscussed．Theseparametershaveadirectimpactontheband—gapformation．W

6、iththeappropriatesizeandmaterialscombination,wewillbemostlytoobtainlow—frequencybandgapswhicharecalculatedbythemethodofplanewaveexpansion．3．Tofindingouttheeffectofnumberofperiodiccellsonband—gap，aperiodicstructuremodelWassimulatedbyfinitedementmethod(FEM)．4．Anequipmentofisolatorcombinedwithsuperst

7、ructurewasdesignedanddynamicanalysiswasconducted．Resultsshowthattheisolatedcharactermaybedifferentasthelocationoftheperiodicstructurevaried．Thereforewecandesignthebestlocationtomeettherequirementinpracticeisolate