超材料低频振动噪声控制研究及应用

目 录
第1章 绪论 1
1．1 引言 1
1．2 声学超材料的研究概述 4
1．2．1 声学超材料的概念及其发展历程 4
1．2．2 声学超材料的基本特性 9
1．2．3 声学超材料减振降噪研究现状及存在的问题 14
1．3 本书研究工作简介 17
第2章 声学超材料减振降噪理论 20
2．1 引言 20
2．2 弹性波能带理论 20
2．2．1 弹性波基本方程 20
2．2．2 晶格理论 21
2．3 带隙特性的计算方法 24
2．3．1 传递矩阵法 24
2．3．2 有限元法 26
2．4 等效负质量密度理论及其减振降噪机理解释 27
2．5 本章小结 30
第3章 阻尼对声学超材料振动特性的影响 31
3．1 引言 31
3．2 一维单自由度声学超材料等效力学系统 31
3．2．1 无阻尼时的等效力学模型 31
3．2．2 有阻尼时的等效力学模型 34
3．3 预估阻尼对超材料振动特性的影响 37
3．3．1 阻尼对超材料原胞等效质量的影响 37
3．3．2 阻尼对超材料色散关系的影响 38
3．3．3 阻尼对超材料整体传输率的影响 39
3．4 本章小结 41
第4章 新型轻质蜂窝―薄膜低频隔声材料 42
4．1 引言 42
4．2 新型单自由度声学超材料力学模型 42
4．3 新型轻质蜂窝―薄膜低频隔声材料的研究 45
4．3．1 结构设计及隔声性能分析 45
4．3．2 低频隔声机理的数值验证 50
4．3．3 不同结构参数对隔声量的影响 52
4．4 本章小结 57
第5章 基于谐振子转动惯量调控机理的新型双自由度局域共振型声学超材料 59
5．1 引言 59
5．2 新型双自由度声学超材料理论模型 59
5．3 双自由度局域共振型减振梁 66
5．3．1 物理模型及其计算方法 66
5．3．2 局域共振梁振动特性的计算结果及讨论 69
5．4 双自由度局域共振型减振板 74
5．4．1 物理模型及计算方法 74
5．4．2 局域共振型减振板振动特性的结果与讨论 75
5．5 局域共振型减振板振动特性的实验研究 79
5．5．1 样品的制作 79
5．5．2 实验方案 79
5．5．3 实验结果及讨论 80
5．6 本章小结 82
第6章 多参数均布阵列多自由度局域 共振型声学超材料 83
6．1 引言 83
6．2 多参数均布阵列多自由度局域共振型声学超材料理论模型 83
6．2．1 系统的等效负质量 83
6．2．2 结构参数对负质量的影响 87
6．2．3 色散关系及传输率 89
6．3 多参数均布阵列多自由度局域共振型减振板 92
6．3．1 物理模型及其计算方法 92
6．3．2 计算结果和讨论 93
6．4 本章小结 96
第7章 基于梯度混合调控机理的声学超材料系统 98
7．1 引言 98
7．2 梯度―Bragg散射型超材料杆 98
7．2．1 模型及计算方法 98
7．2．2 结果与讨论 101
7．3 梯度―局域共振型超材料杆 106
7．3．1 模型及计算方法 106
7．3．2 结果及讨论 108
7．4 梯度―混合构型超材料杆 112
7．4．1 模型及计算方法 112
7．4．2 结果和讨论 114
7．5 本章小结 119
第8章 径向声学超材料的低频禁带及应用分析 121
8．1 引言 121
8．2 柔性板型径向声学超材料结构 121
8．2．1 模型及计算方法 122
8．2．2 结果和讨论 125
8．3 环形加筋局域共振型径向声学超材料 131
8．3．1 铝板环形加筋模型及计算方法 131
8．3．2 结果和讨论 132
8．3．3 钢板环形加筋局域共振型径向声学超材料结构模型及计算方法 138
8．3．4 结果和讨论 140
8．3．5 环形加筋局域共振型径向声学超材料在管道隔振中的应用分析 145
8．4 环形镂空径向声学超材料轮盘 146
8．4．1 模型及计算方法 146
8．4．2 结果和讨论 148
8．5 本章小结 164
第9章 斜环填料水下超材料的宽频吸声 167
9．1 引言 167
9．2 模型计算与理论分析 168
9．3 几何参数对吸收性能的影响 174
9．4 结论 177
参考文献 178
彩插