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基于层状周期性结构的声波调控技术研究

发布时间:2018-06-09 13:39

  本文选题:隔声 + 层状周期性结构 ; 参考:《机械工程学报》2017年06期


【摘要】:根据工程实际对声波隔离的需求提出一种特殊的一维层状周期性结构——全反射结构。建立一维层状周期性结构的理论模型和声波传播过程的全弹性有限单元模型,采用传递矩阵法研究了结构的声学特性,包括频带结构和传播特性,分析了层状周期性结构对声波传播的影响。根据设计要求,建立一维层状周期性全反射结构的数学模型,根据优化目标、设计变量和约束条件,确定了基于遗传算法的结构设计方法,并给出了详细的设计方法和设计流程。以两相多层结构为例,应用所提出的方法设计了钢/铝两相五层结构,并搭建了超声试验平台,测试了钢五层结构、铝五层结构和钢/铝两相五层结构的超声波透射系数,通过对比试验法验证了钢/铝两相五层结构对900~1 200 kHz超声波的反射能力。
[Abstract]:According to the requirement of acoustic wave isolation in engineering practice, a special one-dimensional layered periodic structure-total reflection structure is proposed. The theoretical model of one-dimensional layered periodic structure and the full elastic finite element model of acoustic wave propagation are established. The acoustic characteristics of the structure, including the frequency band structure and the propagation characteristic, are studied by using the transfer matrix method. The influence of layered periodic structure on acoustic wave propagation is analyzed. According to the design requirements, the mathematical model of one-dimensional layered periodic total reflection structure is established. According to the optimization objectives, design variables and constraints, the structure design method based on genetic algorithm is determined. The detailed design method and design flow are also given. Taking the two-phase multilayer structure as an example, the steel / aluminum two-phase five-layer structure is designed by the proposed method, and the ultrasonic transmission coefficient of the steel five-layer structure, the aluminum five-layer structure and the steel / aluminum two-phase five-layer structure is measured. The reflection ability of steel / aluminum two-phase five-layer structure to 900,200 kHz ultrasonic wave was verified by contrast test method.
【作者单位】: 哈尔滨工业大学机电工程学院;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51574098) 高等学校学科创新引智计划(B07018) 中国博士后基金(2012M520720)资助项目
【分类号】:O422

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本文编号:1999906

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