基于声子晶体的二维减振结构设计.pdf

《基于声子晶体的二维减振结构设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第2期移倾蕾吾Vo1．34NO．22016年2月MACHINERY＆ELECTRoNICSFeb．2016基于声子晶体的二维减振结构设计于坤鹏，王志海(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230088)摘要：将局域共振声子晶体引入减振结构设计中，提出在橡胶减振材料中植入声子晶体的新型减振结构设计。通过有限元法计算位移频响曲线，研究了该结构的减振特性，并在此基础上进一步研究了周期层数、元胞尺寸、基体边长、中间层厚度及散射体尺寸对减振频段的调控作用。研究结果表明，该新型减振结构可以在28O～1000Hz频段产生优良的减振效果，而各结构参数对禁带范围

2、和频带宽度都具有很好的调控作用，使得针对特定频段的减振设计成为可能。该研究为航空航天领域新型减振器的设计提供了新的思路。关键词：声子晶体；减振；禁带；有限元法中图分类号：TH113文献标识码：A文章编号：1001—2257(2016)02—0012—04Two——dimensionalVibrationReductionStructureDesignBasedonPhononicCrystalsYUKunpeng，WANGZhihai(The38thResearchInstatuteofCETC，Herei230088，China)Abstract：Inthi

3、spaper，thelocalresonantphononiccrystalisintroducedintothedesignofvibrationreductionstructure，andanewstructureisdesignedbyembeddingthephononiccrystalintotherubbervi—brationreductionmateria1．Thevibrationreductioncharacteristicsofthevibrationreductionstructureareinvestigatedwiththefini

4、teelementmethodandthestructuralparameterssuchastheperiodicnumber，thecellsize，thematrixlength，thethicknessoftheintermediatelayerandthescatterersizearealsostudiedfortheireffectonthevibrationreductionfeature．Theresultsshowthatthenewvibrationreductionstruc—turecanyieldexcellentshockabso

5、rptioneffectatthefrequencyrangeof280～l000Hz．Thestructuralparameterscanmodulatethevibrationreductionfrequenciesinalargerange，whichmakesitpossibletodesignthevibrationreductionstructureforaspecificfrequencyband．Keywords：phononiccrystal；vibrationreduction；bandgaps；finiteelementmethod因此必

6、须积极探索新型的具有更优减振效果的减0引言振结构。声子晶体的出现使特定频段的减振成为在航空航天、武器军工领域，各类装备在使用可能[4]。声子晶体是一种由不同材料按照一定拓过程中均会受到强烈的振动和冲击[1]，若设计不扑结构排布而成的周期性复合结构。该结构可以当，强烈的振动环境甚至会使得结构损坏或元器件阻挡一定频率的弹性波在其中的传播，形成声子禁失灵，严重影响着产品的安全可靠性及寿命口]。尤带。禁带特性使得声子晶体在减振降噪等领域具其对一些振动敏感器件，在其敏感频段，工程中常有十分广阔的应用前景L6]。用的减振器可能无法达到其所需要的减振效果。目前关于声子晶体的

7、应用研究主要集中在梁收稿日期：2015—11—10作者简介：于坤鹏(1987一)，男，安徽阜阳人，博士，工程师，研究方向为结构设计、力学仿真和试验测试、结构减振降噪等；王志海(1981一)，男，安徽安庆人，博士，高级工程师，研究方向为雷达结构设计、力学仿真、振动控制等。·12·夥0倾县蕾备体减振器需要在频段上具有可调控性。有必要对不同参数对减振频段的调控效果作进一步分析，从而为声子晶体减振器的设计提供参考。从该声子∞晶体减振器的结构形式可以看出，其可变参数主要有基体宽度口，中间层厚度b，散射体边长c，以及周誉期层数。现就各参数对减振频段的影响作进一步划分析。3

8、．1周期层数对减振频段的影响结构的周期