【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)和航天事業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)材料性能的要求也越來越高,復(fù)合材料因其優(yōu)良的力學(xué)性能得到了越來越多的應(yīng)用。超材料作為復(fù)合材料的一種,其具備天然材料所不具備的一些性能,而且往往比一般的復(fù)合材料具有更加優(yōu)良的力學(xué)特性。嵌入薄膜聲學(xué)超材料作為一種新型的超材料,在低頻減振降噪領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。此外,因?yàn)槠浔∧た梢院芎玫卣{(diào)控材料模型在薄膜面內(nèi)方向上的等效彈性模量,使材料模型具備所需要的各向異性性能,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)波傳播的控制,所以嵌入薄膜聲學(xué)超材料也可以用來設(shè)計(jì)新型的聲學(xué)元器件。對(duì)嵌入薄膜聲學(xué)超材料進(jìn)行力學(xué)性能分析,可以對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測,有助于嵌入薄膜聲學(xué)超材料的進(jìn)一步研究和推廣應(yīng)用。結(jié)合變換聲學(xué)理論對(duì)變換介質(zhì)的材料參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì),找出變換后的材料參數(shù)分布與坐標(biāo)變換之間的關(guān)系,就可以控制變換介質(zhì)中波的傳播。變換后的材料需要具有一定的各向異性的力學(xué)性能,才能使波按照預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行傳播。而嵌入薄膜超材料因其薄膜可以通過調(diào)整薄膜參數(shù),使材料模型具備所需求的各向異性性能,因此,嵌入薄膜聲學(xué)超材料可以很好地應(yīng)用變換聲學(xué)的研究。本文主要對(duì)嵌入薄膜聲學(xué)超材料模型進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)有限元分析。對(duì)超材料模型進(jìn)行靜態(tài)漸進(jìn)均勻化分析,可以探究薄膜參數(shù)對(duì)模型各個(gè)方向等效彈性模量的影響規(guī)律;在對(duì)模型的變換進(jìn)行變換聲學(xué)計(jì)算時(shí),可以根據(jù)該規(guī)律對(duì)具有一定各向異性性能的超材料模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)出的變形后模型進(jìn)行有限元瞬態(tài)響應(yīng)分析,以平面波入射超材料模型,觀察平面波在超材料模型中的傳播情況和平面波特性的保持情況,證明了經(jīng)過設(shè)計(jì)的嵌入薄膜聲學(xué)超材料可以很好地控制波的傳播。在進(jìn)行仿真驗(yàn)證時(shí),在模型的角點(diǎn)處不能嚴(yán)格地保持平面波的傳播特性,等效彈性模量在該位置出現(xiàn)了誤差;針對(duì)該角點(diǎn)誤差,最后給出了誤差原因分析和減小誤差的優(yōu)化調(diào)整方案,減小了角點(diǎn)處等效彈性模量與理想彈性模量之間的誤差值。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

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1 萬勇;蔡仲雨;趙修松;李洪亮;夏臨華;;自組裝方法與三維光子晶體制作[J];中國科學(xué):化學(xué);2010年12期

2 郭文華;王鳴;劉青;夏巍;戴麗華;;光纖圓柱曲面基底膠體微球的自組裝[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2010年10期

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2 魏琦;基于超構(gòu)介質(zhì)的新原理聲學(xué)器件研究[D];南京大學(xué);2014年

3 陳源;基于聲子晶體的周期結(jié)構(gòu)帶隙機(jī)理及應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2006年

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1 張晶;薄膜聲學(xué)超材料板的力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

2 劉超;層狀不均勻介質(zhì)中彈性波的傳播特性及其在巖土工程檢測中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2013年

3 計(jì)淘;局域共振聲子晶體的振動(dòng)模型與隔振效果研究[D];上海交通大學(xué);2008年

4 劉志明;聲子晶體帶隙特性研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2760901