二維周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)薄板的減振隔振性能研究.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制一直是理論與工程界關(guān)注和著力解決的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。對(duì)于周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)，當(dāng)頻率處于某些范圍內(nèi)時(shí)，振動(dòng)(波動(dòng))將無(wú)法在結(jié)構(gòu)中傳播，把這一頻率范圍稱作振動(dòng)(波動(dòng))帶隙。如果把周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)應(yīng)用到工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，利用帶隙特性控制振動(dòng)的傳播，將會(huì)為工程結(jié)構(gòu)減振隔振提供一種新的原理和技術(shù)途徑。 本文對(duì)于鋼/混凝土、鋼/有機(jī)玻璃兩種周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)薄板，利用平面波展開(kāi)法從理論上研究了面內(nèi)振動(dòng)和彎曲振動(dòng)情況下的能帶結(jié)構(gòu)，分析了

2、填充率和幾何尺寸等因素對(duì)帶隙特性的影響，并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)于周期復(fù)合結(jié)構(gòu)薄板中有點(diǎn)缺陷的情況，利用超原胞法研究了此時(shí)薄板的帶隙特性，給出了缺陷帶隨缺陷大小的變化規(guī)律。主要結(jié)論如下： 1.鋼/混凝土、鋼/有機(jī)玻璃兩種周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)薄板在發(fā)生面內(nèi)振動(dòng)時(shí)都有帶隙產(chǎn)生，鋼/有機(jī)玻璃的散射體與基體材料參數(shù)比大于鋼/混凝土，故其帶隙更寬。鋼/混凝土在彎曲振動(dòng)時(shí)無(wú)帶隙出現(xiàn)。即彎曲振動(dòng)帶隙的產(chǎn)生對(duì)基體和散射體材料參數(shù)差異要求較高。

3、另外，有限元仿真結(jié)果驗(yàn)證了帶隙的存在，而且得到的帶隙位置和寬度與理論結(jié)果吻合得較好。 2.對(duì)于周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)薄板，面內(nèi)振動(dòng)帶隙位置與晶格尺寸a成反比；彎曲振動(dòng)則與a2成反比，與板厚h成正比。由此可以通過(guò)增大晶格尺寸或減小板的厚度使帶隙降低。 3.填充率的大小對(duì)帶隙的位置及寬度都有很大的影響。帶隙寬度隨著填充率的增大而增大，達(dá)到最大值后，帶隙寬度隨填充率的增加而減小。即存在一最優(yōu)填充率大小，此時(shí)的帶隙最寬。 4.存