功能梯度三周期极小曲面静动态力学特性 被引量：1

1

作者 程乾 尹剑飞 +1 位作者 温激鸿 郁殿龙 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2646-2658,共13页

功能梯度设计能够有效提高结构的力学特性及吸能性能.为探讨功能梯度极小曲面结构在静动态载荷下的力学响应以及梯度壁厚分布方式对其力学特性的影响规律,构建了包含线性梯度和多种非线性梯度(对数梯度、Sigmoid梯度以及指数梯度)Gyroi... 功能梯度设计能够有效提高结构的力学特性及吸能性能.为探讨功能梯度极小曲面结构在静动态载荷下的力学响应以及梯度壁厚分布方式对其力学特性的影响规律,构建了包含线性梯度和多种非线性梯度(对数梯度、Sigmoid梯度以及指数梯度)Gyroid结构,通过3D打印光敏树脂制备样件开展了准静态压缩试验,采用LS-DYNA构建仿真模型并与试验结果对比,验证了仿真方法的有效性.研究发现,功能梯度壁厚分布方式显著影响结构力学性能及变形模式.在准静态压缩下,功能梯度结构呈现逐层压溃的变形模式,在接触端产生局部的致密化带,这一模式导致梯度结构吸能特性有一定提升.基于准静态测试数据以及试验变形模式分析,构建了Gibson-Ashby模型,揭示了均质结构弹性模量和屈服强度随等效密度的变化规律;利用该Gibson-Ashby模型,预测了功能梯度结构屈服强度,并构建等应力模型预测了梯度结构的弹性模量,预测结果与实验值具有良好的一致性.对于其动态力学性能,构建了4种冲击速度仿真模型,深入探讨不同冲击速度对梯度结构力学性能的影响规律.功能梯度结构在高速冲击下,由于其壁厚逐层递增的特性,其局部压溃现象更为明显,导致其在高速冲击下的致密化应变显著增大,其吸能特性也有所提升.其中,对数梯度结构具有最高的屈服强度,而Sigmoid梯度结构具有最高的平均平台应力和吸能特性,其比吸能特性为13.01 J/g,相较于相对密度为45%的均质结构而言提升了45%.此外,基于刚性-完美塑性-锁定模型对梯度结构的动态平台应力进行拟合预测,拟合结果与仿真结果吻合度较高,为预测功能梯度结构的动态力学响应提供了计算方法. 展开更多

关键词 三周期极小曲面结构 功能梯度结构 动态冲击 力学性能 吸能特性

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基于BP神经网络的自适应有源消声系统

2

作者 温激鸿 《电子技术应用》 北大核心 2000年第12期16-17,共2页

采用神经网络控制方法,建立了基于BP算法的神经网络有源消声实验系统.实验证明基于BP算法的有源消声实验系统具有良好的消声效果和稳定性.

关键词 神经网络 BP算法 有源消声系统

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基于动力吸振器的潜艇推进轴系轴向减振研究 被引量：45

3

作者 刘耀宗 王宁 +2 位作者 孟浩 郁殿龙 温激鸿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期184-187,共4页

螺旋桨脉动推力经推进轴、推力轴承及其基座传递到壳体,是潜艇壳体产生低频轴向振动与声辐射的一个重要因素。本文基于四端参数法建立了综合考虑推进轴系和壳体弹性的潜艇轴向振动力学模型,以轴系传递到壳体的纵振功率流为评价指标研究... 螺旋桨脉动推力经推进轴、推力轴承及其基座传递到壳体,是潜艇壳体产生低频轴向振动与声辐射的一个重要因素。本文基于四端参数法建立了综合考虑推进轴系和壳体弹性的潜艇轴向振动力学模型,以轴系传递到壳体的纵振功率流为评价指标研究了轴系的轴向振动传递特性,详细讨论了用动力吸振器实现轴系轴向减振的设计方法。研究结果表明,螺旋桨脉动推力会在轴系各阶纵振频率附近频段激励起轴壳耦合的轴向共振,显著增加轴系到壳体的能量传递。用动力吸振器可以有效抑制轴系各阶轴向共振频率附近的轴-壳共振,而对其它频段的轴壳轴向共振则效果不佳。 展开更多

关键词 推进轴系 轴向振动 动力吸振器 四端参数法 功率流

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一维声子晶体振动特性与仿真 被引量：37

4

作者 郁殿龙 刘耀宗 +3 位作者 邱静 王刚 温激鸿 赵宏刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期92-94,110,共4页

研究了一维细长杆声子晶体振动特性。利用平面波展开法,计算一维无限周期结构声子晶体的带隙结构,发现每一带隙的宽度与材料的组份比有关。对于有限结构的一维声子晶体,利用MSC/NASTRAN进行防真,仿真结果与实验吻合较好。并通过仿真不... 研究了一维细长杆声子晶体振动特性。利用平面波展开法,计算一维无限周期结构声子晶体的带隙结构,发现每一带隙的宽度与材料的组份比有关。对于有限结构的一维声子晶体,利用MSC/NASTRAN进行防真,仿真结果与实验吻合较好。并通过仿真不同直径的声子晶体研究了横波对带隙的影响。 展开更多

关键词 声子晶体 振动仿真 平面波展开法 有限元法

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一维杆状结构声子晶体扭转振动带隙研究 被引量：36

5

作者 郁殿龙 刘耀宗 +2 位作者 王刚 温激鸿 邱静 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期104-106,共3页

从椭圆杆的扭转振动方程出发,利用平面波展开法,给出了无限周期结构的一维声子晶体杆的扭转振动能带结构。发现一维声子晶体具有扭转振动带隙,并且分析了椭圆形状对带隙频率的影响。利用有限元方法计算了有限周期结构的椭圆杆的扭转振... 从椭圆杆的扭转振动方程出发,利用平面波展开法,给出了无限周期结构的一维声子晶体杆的扭转振动能带结构。发现一维声子晶体具有扭转振动带隙,并且分析了椭圆形状对带隙频率的影响。利用有限元方法计算了有限周期结构的椭圆杆的扭转振动频率响应,在带隙频率范围内频率响应具有明显的衰减。扭转振动是噪声及振动控制领域研究的主要对象之一,周期结构杆中存在扭转振动带隙为减振理论与应用提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 声子晶体 扭转振动 振动带隙

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空气中周期管阵列的声波禁带研究 被引量：12

6

作者 赵宏刚 韩小云 +1 位作者 温激鸿 王刚 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期68-70,共3页

本文以不锈钢管正方形排列在空气中形成的二维声子晶体为对象 ,使用平面波展开法计算并通过实验测试的方法 ,分析了该二维声子晶体的声波禁带 ,讨论了晶格常数对声波禁带的影响。结果表明 ,随着晶格常数的减小 ,ΓX方向禁带宽度增加 ,... 本文以不锈钢管正方形排列在空气中形成的二维声子晶体为对象 ,使用平面波展开法计算并通过实验测试的方法 ,分析了该二维声子晶体的声波禁带 ,讨论了晶格常数对声波禁带的影响。结果表明 ,随着晶格常数的减小 ,ΓX方向禁带宽度增加 ,禁带上下边界频率增大。 展开更多

关键词 不锈钢管 声波禁带 平面波展开法 声子晶体 晶格常数

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平面周期管系对轴向波与弯曲波的隔离特性 被引量：6

7

作者 沈惠杰 郁殿龙 +2 位作者 温激鸿 陈圣兵 温熙森 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期42-46,共5页

管路的振动不仅造成噪声污染,而且造成机器设备的损坏。将声子晶体布拉格带隙原理引入到管壁的结构设计中,将管壁设计成沿轴向交替排列的周期复合结构,采用传递矩阵法,计算此周期弯管中轴向波及弯曲波的传输特性,同时用MSC有限元软件验... 管路的振动不仅造成噪声污染,而且造成机器设备的损坏。将声子晶体布拉格带隙原理引入到管壁的结构设计中,将管壁设计成沿轴向交替排列的周期复合结构,采用传递矩阵法,计算此周期弯管中轴向波及弯曲波的传输特性,同时用MSC有限元软件验证了传递矩阵法计算的正确性。研究表明平面周期管路存在弯曲振动、轴向振动带隙特性,在带隙频率范围内,对相应的振动波传播具有很强的衰减作用。进一步,研究材料阻尼比对管路振动特性的影响。 展开更多

关键词 声子晶体 布拉格散射 能带结构 轴向振动 弯曲振动 传输特性

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二维周期钢管阵列带隙特性计算中的时域有限差分算法 被引量：9

8

作者 王刚 赵宏刚 +1 位作者 温激鸿 韩小云 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期72-76,共5页

通过选取合适的离散时间间隔,解决了大密度、弹性常数差界面上时域有限差分(FDTD)算法的不稳定现象。进而采用改进的O(2,4)精度FDTD算法,计算了由空气中二维周期钢管正方阵列组成的晶格常数为103mm的声子晶体的Г Х方向禁带,计算结果... 通过选取合适的离散时间间隔,解决了大密度、弹性常数差界面上时域有限差分(FDTD)算法的不稳定现象。进而采用改进的O(2,4)精度FDTD算法,计算了由空气中二维周期钢管正方阵列组成的晶格常数为103mm的声子晶体的Г Х方向禁带,计算结果与测试结果吻合较好。 展开更多

关键词 声子晶体 声子带隙 时域有限差分 交错网格

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新型声学功能材料——声子晶体 被引量：14

9

作者 赵宏刚 韩小云 +1 位作者 温激鸿 王刚 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第1期153-156,共4页

声子晶体是近 10年来提出的新概念、新声学功能材料。其在弹性波范围内的带隙结构的研究具有极大的理论和应用价值。声子晶体的研究将会对固体物理学、材料科学、声学等产生深刻的影响 ,并为我们进行声波控制和振动控制提供全新的思路... 声子晶体是近 10年来提出的新概念、新声学功能材料。其在弹性波范围内的带隙结构的研究具有极大的理论和应用价值。声子晶体的研究将会对固体物理学、材料科学、声学等产生深刻的影响 ,并为我们进行声波控制和振动控制提供全新的思路。本文主要对声子晶体的概念和基本特征、研究发展以及声子晶体的应用前景进行了重点论述。 展开更多

关键词 声学功能材料 声子晶体 带隙 局域态 声学滤波器 隔音材料 隔振材料 声波控制材料

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航天器发射阶段声振环境载荷控制技术研究进展 被引量：9

10

作者 王建伟 王刚 +2 位作者 温激鸿 郁殿龙 温熙森 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第1期1-8,共8页

航天器在发射阶段承受各种恶劣而复杂的声振环境载荷,严重影响着航天器的可靠性。目前,关于改善发射阶段航天器所承受的力学环境、切断振动噪声传播路径的相关研究已得到世界各国航天技术研究机构的重视。其中,各种声振环境载荷以透射... 航天器在发射阶段承受各种恶劣而复杂的声振环境载荷,严重影响着航天器的可靠性。目前,关于改善发射阶段航天器所承受的力学环境、切断振动噪声传播路径的相关研究已得到世界各国航天技术研究机构的重视。其中,各种声振环境载荷以透射声或结构声辐射的形式传递到整流罩内部后,将会在整流罩内形成恶劣声学环境——高声压级的噪声环境。主要对整流罩内噪声的主、被动控制技术的国外研究进展进行系统地综述和分析,以期对我国相关领域的技术研究及应用有所启示。 展开更多

关键词 振动与波 航天器 运载火箭 整流罩 声振环境载荷 噪声控制

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基于质量放大局域共振型声子晶体的低频减振设计 被引量：11

11

作者 张印 尹剑飞 +1 位作者 温激鸿 郁殿龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期26-32,共7页

针对低频结构振动控制,设计了一种质量放大局域共振型声子晶体。基于周期结构的Bloch定理和有限元方法研究了无限声子晶体的能带特性,同时基于有限元法研究了弹性波在有限周期结构中的传播特性。在此基础上,对声子晶体质量放大带隙与局... 针对低频结构振动控制,设计了一种质量放大局域共振型声子晶体。基于周期结构的Bloch定理和有限元方法研究了无限声子晶体的能带特性,同时基于有限元法研究了弹性波在有限周期结构中的传播特性。在此基础上,对声子晶体质量放大带隙与局域共振带隙的形成机理和带隙特性进行了研究。最后以梁框架结构低频减振为目标,将设计的质量放大局域共振声子晶体嵌入框架结构中,综合应用声子晶体带隙特性和黏弹性材料阻尼特性,实现低频宽带振动抑制效果。进一步,对框架结构一阶固有频率,进行声子晶体结构优化设计,实现了一阶固有频率处振动的高量级抑制,并设计制备实验样件,进行实验验证。结果表明,这种质量放大局域共振声子晶体可以为结构低频减振提供一种新的实现方法。 展开更多

关键词 质量放大 局域共振 声子晶体 振动控制

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周期附加质量充液管路减振特性研究 被引量：7

12

作者 刘江伟 郁殿龙 +2 位作者 温激鸿 沈惠杰 张亚峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期141-145,共5页

以充液管路振动控制为目标研究周期附加质量的新型声子晶体管路振动传播特性。利用传递矩阵法建立周期附加质量充液管路带隙理论模型,深入分析影响带隙特性关键因素,包括附加质量尺寸、安装位置及材料阻尼。数值计算表明,声子晶体管路... 以充液管路振动控制为目标研究周期附加质量的新型声子晶体管路振动传播特性。利用传递矩阵法建立周期附加质量充液管路带隙理论模型,深入分析影响带隙特性关键因素,包括附加质量尺寸、安装位置及材料阻尼。数值计算表明,声子晶体管路存在低频振动带隙可有效抑制振动传播,且设计方法简单、操作方便、减振效果明显,以期为充液管路减振设计提供新思路。 展开更多

关键词 声子晶体 振动控制 附加质量 传递矩阵法

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轴向载荷周期结构梁的弯曲振动带隙特性 被引量：8

13

作者 郁殿龙 温激鸿 +2 位作者 陈圣兵 方剑宇 温熙森 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期85-88,共4页

各种载荷广泛存在于结构振动中,影响结构的振动特性。利用传递矩阵法,建立了轴向载荷周期结构梁弯曲振动特性理论模型,能够计算轴向载荷周期结构梁弯曲振动的能带结构和传输特性。研究表明,轴向载荷周期结构梁弯曲振动存在带隙,并分析... 各种载荷广泛存在于结构振动中,影响结构的振动特性。利用传递矩阵法,建立了轴向载荷周期结构梁弯曲振动特性理论模型,能够计算轴向载荷周期结构梁弯曲振动的能带结构和传输特性。研究表明,轴向载荷周期结构梁弯曲振动存在带隙,并分析了轴向载荷对带隙频率范围和衰减的影响。通过调节载荷条件,可以实现了超低频带隙特性。通过调节轴向载荷的大小和方向可以提高带隙的适应性。 展开更多

关键词 周期结构 声子晶体 轴向载荷

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具有压电分流电路的声子晶体杆振动带隙研究 被引量：6

14

作者 陈圣兵 韩小云 +1 位作者 王刚 温激鸿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期64-67,共4页

压电分流电路的电磁振荡可以使声子晶体杆产生局域共振带隙。分析了杆局域共振带隙的形成机理,运用传递矩阵法计算了杆的带隙结构,并对分流电路中电感、电容和电阻对局域共振带隙的影响进行了研究。压电分流电路的电磁振荡可以使压电片... 压电分流电路的电磁振荡可以使声子晶体杆产生局域共振带隙。分析了杆局域共振带隙的形成机理,运用传递矩阵法计算了杆的带隙结构,并对分流电路中电感、电容和电阻对局域共振带隙的影响进行了研究。压电分流电路的电磁振荡可以使压电片的等效弹性模量变为负值,从而使贴有压电片梁的弹性模量减小,当弹性模量实部等于零时,振动无法在杆中传播,形成局域共振带隙。通过改变分流电路中电感和电容参数可以方便的调节局域共振带隙的位置,为声子晶体带隙的主动控制提供一种新的方法。 展开更多

关键词 声子晶体 局域共振 压电分流 主动控制

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含功能梯度材料的周期管路振动特性研究 被引量：7

15

作者 杜春阳 郁殿龙 +2 位作者 温激鸿 刘江伟 贾鹏飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期170-176,共7页

以管路振动控制为目标,研究了含功能梯度材料的周期管路振动特性研究。利用有限元法计算功能梯度材料管路的带隙特性和应力分布情况。深入分析了影响功能梯度材料管路带隙特性的因素,包括单元内功能梯度材料管路长度,过渡函数性质,研究... 以管路振动控制为目标,研究了含功能梯度材料的周期管路振动特性研究。利用有限元法计算功能梯度材料管路的带隙特性和应力分布情况。深入分析了影响功能梯度材料管路带隙特性的因素,包括单元内功能梯度材料管路长度,过渡函数性质,研究表明功能梯度材料能有效调节经典周期管路的带隙特性;同时功能梯度材料可以有效减弱周期管路不同材料界面处应力集中问题。研究结果为带隙调节和消除应力集中提供了一个新思路。 展开更多

关键词 功能梯度材料 周期管路 带隙 应力集中

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轴向力对轴系弯扭耦合振动特性的影响 被引量：7

16

作者 孟浩 刘耀宗 +1 位作者 王宁 温激鸿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期103-105,共3页

当轴系的截面质心和剪切中心不一致时,将会产生弯扭耦合振动。轴系轴向受力后,等效扭转刚度和弯曲刚度等参数都会有所改变,因而对轴系弯扭耦合振动特性也将有所变化,从而可能对轴系的安全运行产生影响。建立了一个集中参数的当量力学模... 当轴系的截面质心和剪切中心不一致时,将会产生弯扭耦合振动。轴系轴向受力后,等效扭转刚度和弯曲刚度等参数都会有所改变,因而对轴系弯扭耦合振动特性也将有所变化,从而可能对轴系的安全运行产生影响。建立了一个集中参数的当量力学模型,推导了附加了轴向力后轴系的弯曲振动以及弯扭耦合振动的传递矩阵。通过对轴系的弯扭耦合振动特性进行分析计算,得到了一系列关于轴向力对轴系弯扭耦合振动的影响规律,这些规律对旋转轴系的结构设计具有一定的意义。 展开更多

关键词 轴向力 弯扭耦合振动 同有频率

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空气中正方形排列的大声阻抗柱体阵列的声波禁带 被引量：3

17

作者 赵宏刚 刘耀宗 +3 位作者 韩小云 温激鸿 王刚 郁殿龙 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期77-80,85,共5页

采用平面波展开法,分析了一类声阻抗较大的圆柱体正方形周期排列在空气中形成的二维声子晶体声波禁带。数值计算结果表明,在柱体声阻抗远大于基体的条件下,声波禁带与柱体材料及其是否空心无关,而与柱体半径和晶格常数有关。

关键词 声子晶体 声波禁带 基体 品格常数

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基于遗传算法的声子晶体梁振动传输特性优化设计 被引量：5

18

作者 刘耀宗 孟浩 +1 位作者 李黎 温激鸿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期47-50,共4页

以工程中常用的梁类结构为背景,研究了利用声子晶体带隙来抑制梁中振动传播的设计方法,在考虑附加质量、振幅等约束条件下,用遗传算法来优化设计声子晶体梁的力学参数,从而实现"按需设计"。基于传递矩阵法建立了局域共振声子... 以工程中常用的梁类结构为背景,研究了利用声子晶体带隙来抑制梁中振动传播的设计方法,在考虑附加质量、振幅等约束条件下,用遗传算法来优化设计声子晶体梁的力学参数,从而实现"按需设计"。基于传递矩阵法建立了局域共振声子晶体梁振动传输特性的计算方法,以某频段内的插入损失最大为优化目标,通过建立有效的惩罚函数并选择合适的遗传运算策略,建立了考虑质量、振幅约束条件下局域振子参数的优化设计方法,实现了局域共振声子晶体梁振子参数的优化设计,并分析了优化结果的正确性。所提出的优化设计方法对于将声子晶体应用于抑制结构振动传播的工程实践具有重要的实用价值。 展开更多

关键词 声子晶体 遗传算法 弯曲振动

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水平导向钻随钻地下管线探测预警系统研究 被引量：3

19

作者 钱彦岭 王建伟 +1 位作者 徐慧峰 温激鸿 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期107-110,共4页

水平导向钻是当前进行非开挖市政建设施工的主流设备,为确保其施工安全,通常采用工作于地面的地下管线探测设备来掌握施工路线附近现有管线的分布状况。但由于探测原理的限制,一直存在探测盲区。本文提出一种新的解决方案,通过引进超声... 水平导向钻是当前进行非开挖市政建设施工的主流设备,为确保其施工安全,通常采用工作于地面的地下管线探测设备来掌握施工路线附近现有管线的分布状况。但由于探测原理的限制,一直存在探测盲区。本文提出一种新的解决方案,通过引进超声探测技术,将探测系统小型化并置于钻头上,形成随钻地下管线探测预警系统,实现随钻随测,当施工路线附近存在障碍管线时,向钻机操作人员实时告警。试验证明,本文提出的方案是可行有效的。 展开更多

关键词 非开挖 导向钻进 地下管线 超声探测 预警

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基于组合微穿孔板的低频宽带吸声超材料研究 被引量：4

20

作者 吴飞 陈文渊 +4 位作者 巨泽港 古棋元 肖勇 郁殿龙 温激鸿 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期29-33,21,共6页

如何实现低频宽带吸声,一直是噪声控制工程领域亟待解决的问题之一,近年来声学超材料的迅速发展为此提供了新的解决思路。将拓宽单个峰值吸声带宽与引入第二阶吸收峰两种方式有效结合,基于组合微穿孔板提出了一种低频宽带吸声超材料,建... 如何实现低频宽带吸声,一直是噪声控制工程领域亟待解决的问题之一,近年来声学超材料的迅速发展为此提供了新的解决思路。将拓宽单个峰值吸声带宽与引入第二阶吸收峰两种方式有效结合,基于组合微穿孔板提出了一种低频宽带吸声超材料,建立了组合微穿孔板吸声结构的吸声理论模型与数值仿真模型,分析了其低频宽带吸声机理。理论计算结果与数值计算结果吻合良好,验证了组合微穿孔板吸声结构的准确性。该吸声结构在低频范围产生双吸收峰,峰值都接近准完美吸声,同时具有两个较宽的吸声带宽,结构厚度满足亚波长尺度,展现出了良好的低频宽带吸声特性。最后,通过严格的参数设计,仅耦合两个吸声单元后在250~900 Hz范围内得到了一个连续的吸声频带,平均吸声系数达到0.86,此时结构最大厚度为70 mm。该吸声结构具有优异的低频宽带吸声特性以及丰富的可调性等特点,在噪声控制工程领域具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 声学超材料 低频宽带 微穿孔板 双吸收峰

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