基于声子晶体的船机减振特性研究

发布时间：2021-11-21 20:13

　　声子晶体在减振降噪方面具有广阔的应用前景,比如将声子晶体的概念引用到我们日常的交通工具减振的研究中。针对船机的振动和噪音问题,设计一种基于局域共振理论的声子晶体板。其结构为多元复合圆柱体周期排列在基体中构成。通过COMSOL有限元软件分析,计算带隙特性,振动传输损耗,以及隔音效果。最后将所设计的声子晶体板通过振动实验,分析其实际减振效果并与环氧树脂基板对比。研究表明:在完全带隙范围内,振动传输有明显损耗,隔声量也明显优于基板。通过振动实验分析,声子晶体板对低频激励的衰减作用也优于基板,整体对比分析相较基板有5～10个单位的衰减作用。 

【文章来源】：重庆交通大学学报(自然科学版). 2020,39(09)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

声子晶体板模型

提出的局域共振声子晶体板由其单元结构按简单周期性排列构成，总体结构如图1。图2是它的单元结构截面，它由半径为R1长度为L1的钢条外面包覆半径为R2且等长的橡胶管组成散射单元，再嵌入在环氧树脂基体中。散射体在XY平面按长方形点阵周期排列，基体板厚度为e。晶体板采用的材料与结构尺寸参数如表1、表2。

沿着图3所示的不可约布里渊区(M→Γ→X→M)扫描波失Κ，通过求解本征方程即可得到其固有频率和本征模式。将不同方向的固有频率按方向进行组合，即得到声子晶体的能带结构[6]。为了更好地研究板的实际应用效果，进一步地计算分析其振动传输谱。在振动理论中，常用传递率来描述一个结构对振动传播的隔离能力。传递率为传递到某端的力或位移与激励力或位移之比，它反映了隔振结构对力或位移的传递关系。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]二维声子晶体带隙特性分析与应用研究[J]. 姜超君,向阳,张波,郭宁,何鹏.  噪声与振动控制. 2018(04)
[3]用于汽车低频振动控制的局域共振声子晶体[J]. 麻乘榕,邵晨,万庆冕,王晓娜,程营,刘晓峻.  应用声学. 2018(01)
[4]基于声子晶体理论的无人机自动驾驶仪减振方法[J]. 孟浩,高永,李冰,郭卫刚,康小伟,李本威.  海军航空工程学院学报. 2017(05)
[5]舰船管路系统声振控制技术评述与声子晶体减振降噪应用探索[J]. 沈惠杰,李雁飞,苏永生,章林柯,宋玉宝.  振动与冲击. 2017(15)
[6]类正方阿基米德格子声子晶体带隙稳定性实验研究[J]. 赵寰宇,何存富,吴斌,李凤莲.  人工晶体学报. 2013(05)
[7]充液周期管路的轴向振动带隙特性[J]. 郁殿龙,温激鸿,刘耀宗,邱静,温熙森.  机械工程学报. 2009(09)

博士论文
[1]声子晶体振动带隙及减振特性研究[D]. 温激鸿.国防科学技术大学 2005



本文编号：3510161