超材料低頻振動噪聲控制研究及應用

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 引言 1
1．2 聲學超材料的研究概述 4
1．2．1 聲學超材料的概念及其發(fā)展歷程 4
1．2．2 聲學超材料的基本特性 9
1．2．3 聲學超材料減振降噪研究現(xiàn)狀及存在的問題 14
1．3 本書研究工作簡介 17
第2章 聲學超材料減振降噪理論 20
2．1 引言 20
2．2 彈性波能帶理論 20
2．2．1 彈性波基本方程 20
2．2．2 晶格理論 21
2．3 帶隙特性的計算方法 24
2．3．1 傳遞矩陣法 24
2．3．2 有限元法 26
2．4 等效負質量密度理論及其減振降噪機理解釋 27
2．5 本章小結 30
第3章 阻尼對聲學超材料振動特性的影響 31
3．1 引言 31
3．2 一維單自由度聲學超材料等效力學系統(tǒng) 31
3．2．1 無阻尼時的等效力學模型 31
3．2．2 有阻尼時的等效力學模型 34
3．3 預估阻尼對超材料振動特性的影響 37
3．3．1 阻尼對超材料原胞等效質量的影響 37
3．3．2 阻尼對超材料色散關系的影響 38
3．3．3 阻尼對超材料整體傳輸率的影響 39
3．4 本章小結 41
第4章 新型輕質蜂窩―薄膜低頻隔聲材料 42
4．1 引言 42
4．2 新型單自由度聲學超材料力學模型 42
4．3 新型輕質蜂窩―薄膜低頻隔聲材料的研究 45
4．3．1 結構設計及隔聲性能分析 45
4．3．2 低頻隔聲機理的數(shù)值驗證 50
4．3．3 不同結構參數(shù)對隔聲量的影響 52
4．4 本章小結 57
第5章 基于諧振子轉動慣量調控機理的新型雙自由度局域共振型聲學超材料 59
5．1 引言 59
5．2 新型雙自由度聲學超材料理論模型 59
5．3 雙自由度局域共振型減振梁 66
5．3．1 物理模型及其計算方法 66
5．3．2 局域共振梁振動特性的計算結果及討論 69
5．4 雙自由度局域共振型減振板 74
5．4．1 物理模型及計算方法 74
5．4．2 局域共振型減振板振動特性的結果與討論 75
5．5 局域共振型減振板振動特性的實驗研究 79
5．5．1 樣品的制作 79
5．5．2 實驗方案 79
5．5．3 實驗結果及討論 80
5．6 本章小結 82
第6章 多參數(shù)均布陣列多自由度局域 共振型聲學超材料 83
6．1 引言 83
6．2 多參數(shù)均布陣列多自由度局域共振型聲學超材料理論模型 83
6．2．1 系統(tǒng)的等效負質量 83
6．2．2 結構參數(shù)對負質量的影響 87
6．2．3 色散關系及傳輸率 89
6．3 多參數(shù)均布陣列多自由度局域共振型減振板 92
6．3．1 物理模型及其計算方法 92
6．3．2 計算結果和討論 93
6．4 本章小結 96
第7章 基于梯度混合調控機理的聲學超材料系統(tǒng) 98
7．1 引言 98
7．2 梯度―Bragg散射型超材料桿 98
7．2．1 模型及計算方法 98
7．2．2 結果與討論 101
7．3 梯度―局域共振型超材料桿 106
7．3．1 模型及計算方法 106
7．3．2 結果及討論 108
7．4 梯度―混合構型超材料桿 112
7．4．1 模型及計算方法 112
7．4．2 結果和討論 114
7．5 本章小結 119
第8章 徑向聲學超材料的低頻禁帶及應用分析 121
8．1 引言 121
8．2 柔性板型徑向聲學超材料結構 121
8．2．1 模型及計算方法 122
8．2．2 結果和討論 125
8．3 環(huán)形加筋局域共振型徑向聲學超材料 131
8．3．1 鋁板環(huán)形加筋模型及計算方法 131
8．3．2 結果和討論 132
8．3．3 鋼板環(huán)形加筋局域共振型徑向聲學超材料結構模型及計算方法 138
8．3．4 結果和討論 140
8．3．5 環(huán)形加筋局域共振型徑向聲學超材料在管道隔振中的應用分析 145
8．4 環(huán)形鏤空徑向聲學超材料輪盤 146
8．4．1 模型及計算方法 146
8．4．2 結果和討論 148
8．5 本章小結 164
第9章 斜環(huán)填料水下超材料的寬頻吸聲 167
9．1 引言 167
9．2 模型計算與理論分析 168
9．3 幾何參數(shù)對吸收性能的影響 174
9．4 結論 177
參考文獻 178
彩插