周期结构中弹性波的色散关系与振动局部化问题研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:requst2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
周期结构广泛应用于工程中的诸多领域,这种结构具有特殊的力学性质。表现为当弹性波在周期性结构中传播时,会产生弹性波频率的通带和禁带特性。在通带范围内其振动会遍及整个结构,在禁带范围内振动就会受到“抑制”。通过分析色散关系,可以计算出结构带隙的起始、截止频率。  声子晶体是一种具有弹性波禁带的周期性结构功能材料。随着声子概念的提出,以及其本身所具有的优良的减振降噪功能,周期结构的研究引起了各国学者的广泛关注。  建立适合的模型,使之能够有效的描述物理现象,是分析、解决问题的关键步骤。本文分别运用连续介质力学理论、晶格动力学理论(单弹簧振子模型)以及多弹簧振子模型,对一维周期结构(声子晶体)中的弹性波色散特性及带隙结构进行了分析、比较,在低频振动与波动问题中,连续性模型与离散粒子模型非常接近,然而当发生高频率振动或短波长波动时,两种模型却存在较大差异,说明了经典的连续介质理论的局限性。  作为算例,分析了一定组分比条件下钨/天然橡胶声子晶体的剪切波与扭转波的传播特性,得到了一、二带隙起始、截止频率,研究了三种典型激振力频率作用下结构内部质点位移,从中可以发现稳态幅值的差别。  通过分析了结构内周期数目对结构振动频谱的影响,以及验证周期结构中的禁带与通带特性,可以形成对周期结构中带隙——这种特殊力学的性能更加深刻、全面的理解。  若存在失谐(缺陷),弹性波或振动就会限制在局部区域,形成局部振荡,即产生弹性波的局部化现象。根据弹性波传递矩阵的表达式,计算了周期结构中的局部化因子,讨论了谐和周期结构中的材料组分比对局部化因子的影响。
其他文献
随着工程建设的飞速发展,作为主要的建筑物基础形式之一,桩基础由于其具有承载能力高、稳定性好、基础沉降及差异变形小、沉降稳定性、抗震性能好以及能适应各种复杂的地质条件
随着市场经济的不断发展,人们生活水平的日益提高,用电量也持续上升。电能的计量是否公平、公正已成为人们十分关心的问题。作为电能量的计量工具电能表已成为各行各业用电不可缺少且非常重要的仪表。由于传统的电能表有计量不精确、人工抄表费时费力、统计繁琐等缺点,因此,研究开发高精度、低功耗、网络化、智能化的电能表是明显的趋势。嵌入式系统技术是近几年电子产品设计领域最为热门的技术之一,目前已广泛应用于工业控制、
巨-子型控制结构体系是由巨型框架结构与结构被动控制原理结合所构造的一种新型超高层建筑结构形式,其受力性能、振动破坏机理、力学分析以及结构设计的复杂程度远远高于普通
随着我国经济建设的飞速发展,电网的规模也在不断扩大。大容量机组并网发电,高电压等级、拥有先进自动化设备的变电站投入运行,使电网结构发生了重大变化。为保证电网的安全、稳定运行,要求继电保护人员具有更高的专业技术水平,而如何利用现有的技术和设备迅速提高专业人员的业务素质,则是摆在我们面前的当务之急。本文在这方面进行了大量、深入的分析研究,提出了解决继电保护装置培训的整套思路,包括三个相互独立又相互依赖
海洋立管工作时,会同时受到来自管内流体流动和来自管外海洋环境的载荷作用。外载荷主要来自于海流、波浪、上端浮体运动以及地震、冰凌等。立管涡激振动是引起疲劳破坏的主
本论文的研究课题来源于国家自然科学基金重点项目——机敏混凝土及其结构(项目编号:50238040)。 进入21世纪,人类对于重大工程的长期安全的检测与监控提出了越来越高的要
随着我国经济的快速发展,国家越来越重视现阶段的大型化工装置仪表自控系统的管控工作.为了进一步的提升原有的自动化监控系 统的应用范围,使其能够更加广泛的应用到不同的工