基于一维声学黑洞效应的结构减振特性研究

发布时间：2021-11-12 20:17

　　近年来,对结构中弹性波行为的操控已经成为了减振降噪领域中的热门话题,而声学黑洞效应恰好可以通过结构自身阻抗（局部厚度）的变化来减少弯曲波从结构边界的反射,从而达到结构减振的目的。目前,针对这种特殊的结构形式,有关人员已经进行了大量的理论建模和实验探究,并取得了一定成果。在此基础上,本文根据声学黑洞效应的相关理论,设计了一种局部半径按一定幂函数形式变化的圆形截面杆,并对其结构减振特性进行了研究。首先,基于ABAQUS瞬态动力学分析,探究了一维声学黑洞效应在时域内的作用机制,验证了几何声学理论关于弯曲波在声学黑洞结构上传播特性的描述。并运用波场分离理论,通过计算结构局部的反射系数分析尖端截断和阻尼材料对一维声学黑洞效应的影响。其次,基于ABAQUS稳态动力学分析和实验手段分别验证了尖端粘贴少量阻尼材料的一维声学黑洞杆结构的宽频减振特性。同时探究了阻尼层的厚度、分布位置、材料损失因子对结构整体阻尼效果的影响;最后,针对这种一维声学黑洞杆结构,提出了两种工程应用构想,并用仿真结果初步说明了可行性:一是根据其结构形式应用到一些常见部件的减振设计中,二是作为一种新型动力吸振装置附加在振动主结构上。 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各领域的振动噪声问题现有的减振降噪技术主要分为主动方法和被动方法这两种

图 1.2 常用阻尼材料制机械结构和部件（例如杆和板）振动的有效方法之一是，我们可以通过在原有结构的基础上引入渐变阻抗界面来成的等厚度板材依次组合起来，形成一种渐变阻抗界面连图 1.3 所示。研究人员通过实验发现，在 2-10kHz 的频率0-80%的振动能量。尽管这一方法取得了非常可观的效果，，仍然不能大量推广投入实际运用。入射波 钢材料树脂材料 自由边反射波 铝材料 复合材料

图 1.2 常用阻尼材料知，抑制机械结构和部件（例如杆和板）振动的有效方法之一是减少弯。例如，我们可以通过在原有结构的基础上引入渐变阻抗界面来达到这材料制成的等厚度板材依次组合起来，形成一种渐变阻抗界面连接在相部，如图 1.3 所示。研究人员通过实验发现，在 2-10kHz 的频率范围内吸收 60-80%的振动能量。尽管这一方法取得了非常可观的效果，但由于难加工，仍然不能大量推广投入实际运用。入射波 钢材料树脂材料 自由边界

【参考文献】：
期刊论文
[1]激光超声检测中干涉特征提取算法的研究[J]. 张超,季宏丽,裘进浩,吴郁程.  光学学报. 2014(07)

博士论文
[1]基于声学超材料的新型隔声技术研究[D]. 高东宝.国防科学技术大学 2013



本文编号：3491590