缺陷态对轻质混凝土减振特性的影响研究
发布时间：2021-07-20 04:58
公共交通引起的振动问题日益严峻,目前广泛使用的减振措施未能达到较好的阻隔效果,因此,研发一种新型减振材料具有重要意义。现有研究表明发泡聚苯乙烯轻质混凝土具有较好的减振吸能效果,而作为一种工程减振材料,目前尚未形成一套完整的减振设计理论体系。上世纪90年代固体物理领域提出声子晶体理论,声子晶体是指具有抑制弹性波传播的特性的周期性复合材料,利用声子晶体的弹性波带隙特性,为减振隔振提供了新的技术途径。本文基于二维三组元局域共振型周期性模型,探究了轻质混凝土的带隙特性,并研究了引入缺陷态对其减振特性的影响机理和变化规律,实现了缺陷态对轻质混凝土的带隙分布和衰减效果的优化,另外讨论了周期性失谐对于轻质混凝土减振特性的影响。本文主要研究内容如下:（1）基于轻质混凝土二维三组元局域共振型模型,推导了结合超元胞的平面波展开法,从而实现了缺陷态下能带结构的计算。利用有限元软件建立了传输特性计算模型,用于评价有限周期结构的衰减效果。通过改变单元间距和改变共振特性这两种方式引入缺陷态,通过分析带隙打开处振动模式和能量分布情况,探究了缺陷态对轻质混凝土减振特性的影响机理,发现减小单元间距能够提高共振单元的弹性...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一维、二维、三维声子晶体结构图[11]
东南大学硕士学位论文4（a）布拉格型禁带（b）局域共振型禁带图1-2声子晶体的能带结构（色散关系）图[22]Fig.1-2Bandstructure(Dispersionrelationship)ofphononiccrystal[22]（2）传输曲线传输曲线是材料或结构在某一方向上响应点与激励点波动场量（如位移、速度、加速度等）的比值随频率的变化曲线，如图1-3所示，当传输曲线产生明显下凹的频率范围，表面弹性波发生急剧的衰减，该频率范围称为禁带，反之为通带。相对于能带结构，传输曲线可以直观的表示出有限结构的带隙范围内的衰减能力。图1-3声子晶体传输曲线[11]Fig.1-3Phononiccrystaltransmissioncurve[11]（3）透射率透射率定义为接收层中透射波沿传播方向的能量与传入层中入射波沿着传播方向的能量的比值，如图1-4所示，禁带频率范围的弹性波会随着经过层数增多而反射衰减，最后到达接收层的弹性波的能量小于入射波的能量，因此，透射曲线明显下凹的频率范
东南大学硕士学位论文4（a）布拉格型禁带（b）局域共振型禁带图1-2声子晶体的能带结构（色散关系）图[22]Fig.1-2Bandstructure(Dispersionrelationship)ofphononiccrystal[22]（2）传输曲线传输曲线是材料或结构在某一方向上响应点与激励点波动场量（如位移、速度、加速度等）的比值随频率的变化曲线，如图1-3所示，当传输曲线产生明显下凹的频率范围，表面弹性波发生急剧的衰减，该频率范围称为禁带，反之为通带。相对于能带结构，传输曲线可以直观的表示出有限结构的带隙范围内的衰减能力。图1-3声子晶体传输曲线[11]Fig.1-3Phononiccrystaltransmissioncurve[11]（3）透射率透射率定义为接收层中透射波沿传播方向的能量与传入层中入射波沿着传播方向的能量的比值，如图1-4所示，禁带频率范围的弹性波会随着经过层数增多而反射衰减，最后到达接收层的弹性波的能量小于入射波的能量，因此，透射曲线明显下凹的频率范
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式地铁减振扣件的设计开发[J]. 张小华,乔小雷,孟鸿涛,冯光福,孙德华. 噪声与振动控制. 2017(05)
[2]基于局域共振型声子晶体在机舱内低频隔声特性[J]. 张佳龙,姚宏,杜军,赵静波,董亚科,祁鹏山. 硅酸盐学报. 2016(10)
[3]固/固型二维正方晶格声子晶体缺陷态研究[J]. 江卫锋,殷鸣,殷国富,向召伟,邓珍波. 应用声学. 2016(05)
[4]局域共振声子晶体的离散化及其线缺陷研究[J]. 祁鹏山,杜军,姜久龙,董亚科,张佳龙. 人工晶体学报. 2016(03)
[5]不同结构形式的EPS混凝土动态力学性能研究[J]. 冉雪美. 山西建筑. 2016(07)
[6]一种多频局域共振型声子晶体板的低频带隙与减振特性[J]. 吴健,白晓春,肖勇,耿明昕,郁殿龙,温激鸿. 物理学报. 2016(06)
[7]循环荷载作用下不同配比EPS轻质混凝土阻尼比变化规律[J]. 石文博,缪林昌,王佳奇,严波,郭祥贵,陈艺南. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]城市轨道交通整体道床沉降修复技术[J]. 杨明辉. 铁道标准设计. 2016(02)
[9]二维声子晶体线缺陷聚声效应研究[J]. 徐驰,郭辉,陈敏,王岩松,刘宁宁. 人工晶体学报. 2015(07)
[10]局域共振声子晶体失谐梁的减振特性研究[J]. 张邦基,黄训浩,张农,谢庆喜. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(02)
博士论文
[1]含共振单元声子晶体的带隙特性及设计[D]. 王艳锋.北京交通大学 2015
[2]局域共振型结构的带隙调控与减振降噪特性研究[D]. 肖勇.国防科学技术大学 2012
[3]声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D]. 李建宝.北京交通大学 2011
[4]基于对称性的二维声子晶体带隙特性研究[D]. 魏瑞菊.北京工业大学 2011
[5]随机失谐和准周期声子晶体中弹性波传播特性研究[D]. 陈阿丽.北京交通大学 2008
[6]声子晶体局域共振带隙机理及减振特性研究[D]. 王刚.国防科学技术大学 2005
[7]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
硕士论文
[1]基于声子晶体的汽车顶棚减振优化研究[D]. 蔡文军.西安科技大学 2017
[2]声子晶体板结构低频带隙特性计算与分析[D]. 苏开创.大连理工大学 2016
[3]局域共振型声学超材料机理探讨[D]. 刘娇.华南理工大学 2015
[4]局域共振型声子晶体的缺陷态研究[D]. 侯丽娜.华南理工大学 2014
[5]二维声子晶体中缺陷配置对声学性能影响的研究[D]. 何云.广东工业大学 2013
[6]二维声子晶体的波导及局域特性[D]. 邓连智.哈尔滨工程大学 2013
[7]EP-EPS缓冲包装材料制备技术的研究[D]. 刘淑婧.北京印刷学院 2010
[8]Si晶体中点缺陷和位错交互作用的分子动力学研究[D]. 荆宇航.哈尔滨工业大学 2007
[9]声子晶体带隙结构优化研究[D]. 钟会林.广东工业大学 2005
本文编号：3292180
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一维、二维、三维声子晶体结构图[11]
东南大学硕士学位论文4（a）布拉格型禁带（b）局域共振型禁带图1-2声子晶体的能带结构（色散关系）图[22]Fig.1-2Bandstructure(Dispersionrelationship)ofphononiccrystal[22]（2）传输曲线传输曲线是材料或结构在某一方向上响应点与激励点波动场量（如位移、速度、加速度等）的比值随频率的变化曲线，如图1-3所示，当传输曲线产生明显下凹的频率范围，表面弹性波发生急剧的衰减，该频率范围称为禁带，反之为通带。相对于能带结构，传输曲线可以直观的表示出有限结构的带隙范围内的衰减能力。图1-3声子晶体传输曲线[11]Fig.1-3Phononiccrystaltransmissioncurve[11]（3）透射率透射率定义为接收层中透射波沿传播方向的能量与传入层中入射波沿着传播方向的能量的比值，如图1-4所示，禁带频率范围的弹性波会随着经过层数增多而反射衰减，最后到达接收层的弹性波的能量小于入射波的能量，因此，透射曲线明显下凹的频率范
东南大学硕士学位论文4（a）布拉格型禁带（b）局域共振型禁带图1-2声子晶体的能带结构（色散关系）图[22]Fig.1-2Bandstructure(Dispersionrelationship)ofphononiccrystal[22]（2）传输曲线传输曲线是材料或结构在某一方向上响应点与激励点波动场量（如位移、速度、加速度等）的比值随频率的变化曲线，如图1-3所示，当传输曲线产生明显下凹的频率范围，表面弹性波发生急剧的衰减，该频率范围称为禁带，反之为通带。相对于能带结构，传输曲线可以直观的表示出有限结构的带隙范围内的衰减能力。图1-3声子晶体传输曲线[11]Fig.1-3Phononiccrystaltransmissioncurve[11]（3）透射率透射率定义为接收层中透射波沿传播方向的能量与传入层中入射波沿着传播方向的能量的比值，如图1-4所示，禁带频率范围的弹性波会随着经过层数增多而反射衰减，最后到达接收层的弹性波的能量小于入射波的能量，因此，透射曲线明显下凹的频率范
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式地铁减振扣件的设计开发[J]. 张小华,乔小雷,孟鸿涛,冯光福,孙德华. 噪声与振动控制. 2017(05)
[2]基于局域共振型声子晶体在机舱内低频隔声特性[J]. 张佳龙,姚宏,杜军,赵静波,董亚科,祁鹏山. 硅酸盐学报. 2016(10)
[3]固/固型二维正方晶格声子晶体缺陷态研究[J]. 江卫锋,殷鸣,殷国富,向召伟,邓珍波. 应用声学. 2016(05)
[4]局域共振声子晶体的离散化及其线缺陷研究[J]. 祁鹏山,杜军,姜久龙,董亚科,张佳龙. 人工晶体学报. 2016(03)
[5]不同结构形式的EPS混凝土动态力学性能研究[J]. 冉雪美. 山西建筑. 2016(07)
[6]一种多频局域共振型声子晶体板的低频带隙与减振特性[J]. 吴健,白晓春,肖勇,耿明昕,郁殿龙,温激鸿. 物理学报. 2016(06)
[7]循环荷载作用下不同配比EPS轻质混凝土阻尼比变化规律[J]. 石文博,缪林昌,王佳奇,严波,郭祥贵,陈艺南. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]城市轨道交通整体道床沉降修复技术[J]. 杨明辉. 铁道标准设计. 2016(02)
[9]二维声子晶体线缺陷聚声效应研究[J]. 徐驰,郭辉,陈敏,王岩松,刘宁宁. 人工晶体学报. 2015(07)
[10]局域共振声子晶体失谐梁的减振特性研究[J]. 张邦基,黄训浩,张农,谢庆喜. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(02)
博士论文
[1]含共振单元声子晶体的带隙特性及设计[D]. 王艳锋.北京交通大学 2015
[2]局域共振型结构的带隙调控与减振降噪特性研究[D]. 肖勇.国防科学技术大学 2012
[3]声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D]. 李建宝.北京交通大学 2011
[4]基于对称性的二维声子晶体带隙特性研究[D]. 魏瑞菊.北京工业大学 2011
[5]随机失谐和准周期声子晶体中弹性波传播特性研究[D]. 陈阿丽.北京交通大学 2008
[6]声子晶体局域共振带隙机理及减振特性研究[D]. 王刚.国防科学技术大学 2005
[7]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
硕士论文
[1]基于声子晶体的汽车顶棚减振优化研究[D]. 蔡文军.西安科技大学 2017
[2]声子晶体板结构低频带隙特性计算与分析[D]. 苏开创.大连理工大学 2016
[3]局域共振型声学超材料机理探讨[D]. 刘娇.华南理工大学 2015
[4]局域共振型声子晶体的缺陷态研究[D]. 侯丽娜.华南理工大学 2014
[5]二维声子晶体中缺陷配置对声学性能影响的研究[D]. 何云.广东工业大学 2013
[6]二维声子晶体的波导及局域特性[D]. 邓连智.哈尔滨工程大学 2013
[7]EP-EPS缓冲包装材料制备技术的研究[D]. 刘淑婧.北京印刷学院 2010
[8]Si晶体中点缺陷和位错交互作用的分子动力学研究[D]. 荆宇航.哈尔滨工业大学 2007
[9]声子晶体带隙结构优化研究[D]. 钟会林.广东工业大学 2005
本文编号：3292180
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