聲子晶體/超材料所具有的帶隙特性可以抑制彈性波在帶隙頻率內(nèi)的傳播,因此聲子晶體/超材料可以被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動的抑制。近年來,為了使結(jié)構(gòu)帶隙可以適應(yīng)不同的環(huán)境頻率,設(shè)計(jì)出具有帶隙可調(diào)控的超材料結(jié)構(gòu)成為了許多學(xué)者的研究目標(biāo)。在本論文中,我們設(shè)計(jì)了形狀記憶合金振子以及耦合雙梁振子結(jié)構(gòu),結(jié)合光纖光柵測量技術(shù),對一維超材料梁帶隙的調(diào)控進(jìn)行了深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容如下:（1）我們推導(dǎo)了基于集中質(zhì)量的布拉格帶隙寬度公式,并以此作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),在單程形狀記憶合金主梁上周期性布置鋼珠,構(gòu)造產(chǎn)生布拉格帶隙。通過對主梁溫度場的改變來進(jìn)行主梁楊氏模量的控制,實(shí)現(xiàn)了布拉格帶隙的調(diào)控。此外,利用形狀記憶合金楊氏模量可變的特性,通過改變結(jié)構(gòu)某一部位的楊氏模量可以實(shí)現(xiàn)“缺陷位置”的構(gòu)造,產(chǎn)生缺陷態(tài)頻率,在缺陷態(tài)頻率下,“缺陷位置”處的應(yīng)變量會遠(yuǎn)大于其它部位,在此位置進(jìn)行能量的采集具有一定的效果。（2）基于雙程形狀記憶合金的形狀變化特性,我們設(shè)計(jì)了帶隙可調(diào)控超材料梁。對于梁式局域振子,當(dāng)其形狀彎曲時(shí),共振頻率也將相應(yīng)產(chǎn)生改變,從而使得局域振子所產(chǎn)生的局域共振帶隙相應(yīng)發(fā)生改變。與此同時(shí),局域共振帶隙的寬度與振子的... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）馬德里“流動的旋律”雕塑；（b）聲波帶隙測試結(jié)果[18]

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論2圖1.2局域共振型超材料結(jié)構(gòu)及傳輸特性[19]布拉格散射機(jī)理以及局域共振機(jī)理給彈性超材料的研究注入了強(qiáng)大的活力，一直到現(xiàn)在，基于兩種機(jī)理的超材料研究方興未艾[20-24]。王剛和Hirsekorn等[20,21]對局域共振型超材料進(jìn)行了等效研究，將元胞等效為由“彈簧-質(zhì)量”組成的參數(shù)系統(tǒng)，并基于這樣的等效簡化了實(shí)體系統(tǒng)的帶隙分析（能帶結(jié)構(gòu)以及位移傳遞率曲線），故此超材料的結(jié)構(gòu)不僅僅局限在圖1.2所示的包覆結(jié)構(gòu)，也能通過類“彈簧-質(zhì)量”振子實(shí)現(xiàn)。溫激鴻等[22]對梁式振子超材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，如圖1.3所示，他們通過譜元法理論（SpectralElementMethod/SEM）所得到的數(shù)值解與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性。圖1.3（a）局域共振型梁模型；（b）物理簡化模型[22]彈性超材料所存在的帶隙特性可以使帶隙頻率范圍內(nèi)的彈性波傳播被有效抑制，因而將超材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用到工程結(jié)構(gòu)中，就可以通過帶隙特性實(shí)現(xiàn)基體結(jié)構(gòu)的減振，這對于機(jī)械結(jié)構(gòu)的減振設(shè)計(jì)具有重要意義，然而不論是布拉格散射型超材料還是局域共振型超材料都存在著一定的局限性�；诓祭裆⑸錂C(jī)理的超材

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論2圖1.2局域共振型超材料結(jié)構(gòu)及傳輸特性[19]布拉格散射機(jī)理以及局域共振機(jī)理給彈性超材料的研究注入了強(qiáng)大的活力，一直到現(xiàn)在，基于兩種機(jī)理的超材料研究方興未艾[20-24]。王剛和Hirsekorn等[20,21]對局域共振型超材料進(jìn)行了等效研究，將元胞等效為由“彈簧-質(zhì)量”組成的參數(shù)系統(tǒng)，并基于這樣的等效簡化了實(shí)體系統(tǒng)的帶隙分析（能帶結(jié)構(gòu)以及位移傳遞率曲線），故此超材料的結(jié)構(gòu)不僅僅局限在圖1.2所示的包覆結(jié)構(gòu)，也能通過類“彈簧-質(zhì)量”振子實(shí)現(xiàn)。溫激鴻等[22]對梁式振子超材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，如圖1.3所示，他們通過譜元法理論（SpectralElementMethod/SEM）所得到的數(shù)值解與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性。圖1.3（a）局域共振型梁模型；（b）物理簡化模型[22]彈性超材料所存在的帶隙特性可以使帶隙頻率范圍內(nèi)的彈性波傳播被有效抑制，因而將超材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用到工程結(jié)構(gòu)中，就可以通過帶隙特性實(shí)現(xiàn)基體結(jié)構(gòu)的減振，這對于機(jī)械結(jié)構(gòu)的減振設(shè)計(jì)具有重要意義，然而不論是布拉格散射型超材料還是局域共振型超材料都存在著一定的局限性�；诓祭裆⑸錂C(jī)理的超材

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]聲子晶體局域共振帶隙機(jī)理及減振特性研究[D]. 王剛.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005



本文編號：3069815