摘要：为获得低频宽带吸波材料,采用共沉淀和原位聚合技术制备了羰基铁/CoFe2O4/PANI三元复合材料,并以此为介质层,借鉴超材料思想,设计了一种基于超材料结构的羰基铁复合吸波涂层,改善了低频吸波性能。分析了超材料的结构设计对羰基铁/CoFe2O4/PANI涂层吸波性能的影响,并对赋予超材料结构后的复合涂层的吸波机理进行了研究和讨论。通过仿真优化发现,在电阻膜方阻值为10 mΩ/□和镂空十字电阻膜图案尺寸达到最佳时,在相同厚度下赋予超材料结构后的复合涂层具有比单一羰基铁涂层更宽的吸收频带以及更低的吸收频率,在3.8~6.9 GHz频段内反射率均小于-10 dB。研究表明,将超材料结构融入到羰基铁涂层性能改进中,能够有效提升其低频吸波性能。

摘要：利用低机电耦合系数的压电陶瓷,制作一种低频窄带陶瓷滤波器。这种梯形陶瓷滤波器中心频率为140kHz,具有低插损、高阻带、高选择的特点。为了改进其可靠性,还为这种滤波器设计了一种新颖的组装结构。

摘要：提出一种具有水平无指向性、低频、宽带、大功率特点的新结构换能器——"星型"柱面发射换能器,换能器由共享后质量块的6个复合棒换能器按"星型"方式组成柱面结构。采用有限元方法对换能器进行了分析设计并制作了换能器样机。在1—10 kHz内,换能器有3个主要工作模态,前两阶工作模态对换能器工作带宽的展宽有贡献,第三阶模态显示出较强的指向性,水池测试换能器具有1倍频程的工作带宽,最大声源级为199.1 dB。有限元模拟结果和实验结果符合较好。研究结果表明,新结构换能器在满足水平无指向性的前提下,利用复合棒的纵振及辐射面的弯曲振动实现了低频、宽带、大功率的要求,提供了一种设计该特性换能器的新思路。

摘要：基于ANSYS的有限元法开展了三磁体永磁负刚度装置优化设计,采用APDL参数化设计语言,分析了永磁体材料特性及结构参数对负刚度性能的影响。分析表明导磁体能较大程度增强装置负刚度性能;选择剩磁大,矫顽力小的永磁体材料能增强装置的负刚度性能;在体积恒定的情况下,选择大的长宽比以及合适的宽厚比,能获得更大的负刚度性能;装置的初始间隙越小,负刚度性能越强。根据分析结果,采用永磁负刚度装置及钢丝绳隔振器,开展了低频隔振平台的理论设计。

摘要：海洋平台是海上石油资源开发的基地,对其进行低频振动检测获得振动数据是判定结构损伤的基础.基于此,开发了一种应用在海洋平台结构中的无线低频振动传感器与采集系统.首先,采用模块化方法研制了无线低频振动传感器,并详细阐述了低频加速度传感器的选择与电源电路等模块的设计;其次,完成了无线低频振动传感器的嵌入式程序与主控端PC机上采集软件设计;最后,在振动台上完成了海洋平台振动无线测试模拟实验.实验结果表明:设计的无线振动传感器具有精度高、布设容易、低频性能好、可靠性高等特点,适用于海洋平台的低频振动快速检测.

摘要：在当今社会,噪声污染已经成为人类健康的一大威胁,如何有效地控制和消除噪声污染一直是科研领域的一个重要话题.本文以开口环嵌套结构为模型,设计并制备了一种声学超材料.通过理论分析、数值模拟和实验测试,发现由于模型内部空腔的强烈耦合共振效应,该超材料可以在低频区域实现接近完美的吸声效应.此外,通过简单地绕轴旋转其内腔开口方向,即可改变该超材料的相对阻抗值,进而在较宽的频带范围内实现对吸收峰位置的可调控制.由于该超材料具有深亚波长的尺寸,因此非常有利于低频吸声器件的小型化和集成化,同时该模型也为宽带吸收器的设计奠定了基础.

摘要：在传统弹簧-振子局域共振基础上,本文并联倾斜弹簧负刚度机构,提出一种新型的准零刚度局域共振型声学超材料板,以实现低频宽频带有效隔声.首先,从动力学角度推导准零刚度结构的归一化等效刚度;然后,基于等效介质法建立声学超材料板的隔声理论模型,并通过理论分析和数值模拟(有限元)结果,讨论其在正负等效刚度区的隔声效果;最后,为验证理论预测的准确性,制备准零刚度超材料板样件并采用阻抗管对其进行测试.结果表明:在正刚度区,增大弹簧的刚度比或预压缩量可显著降低超材料板的局域共振频率,如在10 Hz附近获得30 dB的传输损失,实现了超低频隔声.在负刚度区,超材料板不产生局域共振现象,且可避免“吻合效应”引起的隔声低谷现象,故可在53-1500 Hz宽频段内实现大宽带隔声(大于30 dB),相较传统材料或类似的超材料具有显著优势.进一步利用理论模型,从等效质量面密度、反射系数和声阻抗率等多个角度,分析了超材料板的隔声机理,在隔声峰处发现了负的等效质量密度,且隔声谷处产生了低频“吻合效应”.本文提出利用准零刚度局域共振思想实现低频宽带隔声的方法,克服了传统超材料需减小刚度或增大附加质量的不利特性,对低频隔声结构的设计具有重要的理论指导意义.

摘要：研究了频率选择表面对超薄多层微波吸波体在低频(L和S频段)吸波性能的影响.分别采用硫化工艺和激光刻蚀方法制备出传统的微波吸收材料(MAM)——橡胶板和FSS层,然后利用它们合成多层微波吸波体(MMA)样品,在NRL弓形法测试系统中测量该样品的反射率.发现随着FSS层在传统吸波材料层中的引入,确实可以增强整个多层吸波体在低频段的吸波性能.实验结果显示,当两个FSS层在多层吸波体中适当排列时,可以在1 GHz得到一个–3.49 dB的反射率峰值,最大反射峰值可达–9.35 dB,这时的样品厚度是1.8 mm.本研究为吸波材料的吸波性能向低频段的拓展提供了一种有效的方法.

摘要：研制一种新型非线性低频被动隔振系统,由三个特定形状的片弹簧对称分布构成,具有较高静承载力及较低动态刚度,可显著降低系统起止隔振频率;通过隔振系统弹性元件一维无量纲模型,分析其非线性行为,且对隔振器力学特性进行实验研究;建立一两自由度隔振实验平台,对隔振系统进行隔振性能研究,结果显示该隔振系统隔振效果明显。

摘要：提出一种基于集总元件的超材料吸波体结构设计,并进行了理论分析和实验验证.仿真结果表明,该吸波体在2.5GHz到4.46GHz的低频带内具有吸收率超过95%、半高宽达到70.4%的良好吸收特性.反演计算得到的等效输入阻抗表明集总元件的加入可以使该结构在较宽的频率范围内有较好的阻抗匹配特性,介质表面能量损耗分布的模拟计算结果说明能量主要损耗在了集总电阻中,从而实现低频宽带的吸收特性.制备了实验样品并用自由空间法进行测试,测试结果与模拟结果符合得较好.进一步的实验测试结果表明FR4基板的厚度对该吸波体的吸收特性有明显的调控作用,且对于固定参数的结构存在最佳匹配厚度.