包裹层结构对轻质声子晶体低频振动带隙的影响

作     者：刘威 何泽银 陶平安 孙世政 王承登 Wei Liu;Zeyin He;Ping'an Tao;Shizheng Sun;Chengdeng Wang

作者机构：重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆建设汽车系统股份有限公司重庆400052 

基　　金：国家自然科学基金项目(52005066) 重庆市自然科学基金项目(cstc2019jcyj-msxmX0799) 重庆市九龙坡科技计划项目(2020-02-001-Z)资助 

出 版 物：《固体力学学报》 (Chinese Journal of Solid Mechanics)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      码：658-668页

摘      要：基于局域共振机理提出新型轻质声子晶体包裹层结构设计方法.借助有限元法,计算新型声子晶体能带结构、本征模态,分析包裹层总缺口度数一定时不同包裹层缺口数量及布置位置对第一完全带隙截止频率的影响;设计包裹层与散射体连接形式为线连接与点连接两种新型声子晶体模型,分别得到起始频率为37.4 Hz及19.0 Hz的第一完全带隙,分析第一完全带隙起始频率处散射体本征模态,揭示新型声子晶体极低第一完全带隙起始频率产生机理;进而,与传统面连接型声子晶体通过增加散射体质量降低第一完全带隙起始频率的方法对比.研究结果表明,包裹层总缺口度数一定时,采用缺口数量更多且缺口位置距离连接短板更大的包裹层布置形式能得到更宽的第一完全带隙;提出的包裹层与散射体线连接与点连接型声子晶体在获得极低第一完全带隙起始频率的同时,显著降低了声子晶体质量,突破了传统声子晶体通过增加散射体质量降低第一完全带隙起始频率的限制,为轻质声子晶体获得极低局域共振带隙起始频率的研究设计提供了参考.

主 题 词：包裹层 声子晶体 局域共振 连接形式 低频带隙 

学科分类：07[理学] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2022.022

馆 藏 号：203115248...