地铁周期轨道结构振动带隙研究

1

作者 雷开云 缪林昌 +3 位作者 郑海忠 肖鹏 伍鹏腾 卢铭辉 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第2期39-43,56,共6页

为研究周期性地铁道床轨道结构的带隙特性,将钢轨和道床板视为欧拉梁,建立地铁周期轨道结构振动带隙计算模型,并基于声子晶体带隙基本计算方法:传递矩阵法和有限元法求得其带隙范围并分析轨道结构参数对其带隙特性的影响。结果表明:使... 为研究周期性地铁道床轨道结构的带隙特性,将钢轨和道床板视为欧拉梁,建立地铁周期轨道结构振动带隙计算模型,并基于声子晶体带隙基本计算方法:传递矩阵法和有限元法求得其带隙范围并分析轨道结构参数对其带隙特性的影响。结果表明:使用传递矩阵法和有限元法可以有效准确地计算出地铁周期轨道结构的带隙特性,其中传递矩阵法计算结果显示在0~500 Hz范围内,周期性普通整体道床轨道结构存在一条带隙,为0~194 Hz;有限元法计算结果显示带隙范围为0~193.7 Hz,同时所计算传输曲线也显示其在0~193.7 Hz范围内具有明显衰减。扣件间距、刚度和板下支撑刚度都会对带隙产生影响,带隙宽度随着扣件间距和板下支撑刚度的增加而逐渐减小,而扣件刚度的增加则会使带隙宽度增加,需要选取合适的扣件及间距用以对轨道结构进行有效的减振。 展开更多

关键词 振动与波 地铁周期轨道结构 声子晶体 传递矩阵法 有限元法 振动带隙

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周期结构波阻板的隔振效应及其影响因素研究

2

作者 高盟 张硕 +1 位作者 邢晨光 孔祥龙 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第1期66-72,共7页

针对动力机器、交通荷载(地铁、高铁、轻轨等)以及建筑施工过程(爆破、打桩、强夯等)诱发的振动污染问题,基于声子晶体带隙理论,提出一种周期结构波阻板隔振结构。研究周期结构波阻板隔振效果,并与理论计算所得带隙进行对比;探讨埋置深... 针对动力机器、交通荷载(地铁、高铁、轻轨等)以及建筑施工过程(爆破、打桩、强夯等)诱发的振动污染问题,基于声子晶体带隙理论,提出一种周期结构波阻板隔振结构。研究周期结构波阻板隔振效果,并与理论计算所得带隙进行对比;探讨埋置深度、结构布置等因素对周期结构波阻板隔振性能的影响。结果表明:30~50 Hz频带范围内振动加速度大幅衰减,趋近于0;与所得带隙频率范围相比,变化规律基本一致;同等条件下,布置周期结构波阻板后监测点处的竖向加速度幅值显著降低,衰减幅度为57.6%,隔振性能优于传统波阻板;并且通过合理设计埋置深度、布置层数、每层周期数等参数,可使周期结构波阻板的振动控制性能和效果均显著提升。 展开更多

关键词 振动与波 声子晶体 周期结构 波阻板 带隙

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周期管路系统的振动特性研究 被引量：2

3

作者 刘媛 方媛媛 +2 位作者 王一飞 许祥曦 夏兆旺 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第9期40-45,共6页

管路系统广泛应用于船舶动力、海洋工程、建筑环境等领域,其振动噪声可能会导致设备的失效与破坏。具有弹性波带隙特征的周期性结构设计可在特定频段内实现波的人为调控,有效降低管路结构的低频振动噪声。将周期结构引入一维管路系统,... 管路系统广泛应用于船舶动力、海洋工程、建筑环境等领域,其振动噪声可能会导致设备的失效与破坏。具有弹性波带隙特征的周期性结构设计可在特定频段内实现波的人为调控,有效降低管路结构的低频振动噪声。将周期结构引入一维管路系统,基于布拉格散射和局域共振2种带隙机理,设计具备全频段良好减振性能的周期管路结构。结合传递矩阵法和有限元法,计算了布拉格型管路的能带结构与减振特性。建立引入局域共振单元的周期管路系统有限元模型,计算并分析晶格常数、周期数量、局域振子尺寸等参数对周期管路结构振动特性的影响规律。结果表明,基于声子晶体带隙特性设计的周期管路系统具有优良的减振性能。 展开更多

关键词 周期结构 带隙机理 管路系统 声子晶体 振动特性

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二维周期排桩隔振技术应用于兰州中川国际机场的初探研究

4

作者 李强强 韩赟 +1 位作者 史贞 郭永强 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期249-255,共7页

为了克服传统隔振技术因需要在基础与地基之间埋置隔振装置从而削弱结构的整体性和限制隔振装置的更换等方面的不足,立足于屏蔽弹性波的新思想,基于周期结构的通禁带,采用数值模拟手段研究二维周期排桩结构的带隙特性及其对禁带频段内... 为了克服传统隔振技术因需要在基础与地基之间埋置隔振装置从而削弱结构的整体性和限制隔振装置的更换等方面的不足,立足于屏蔽弹性波的新思想,基于周期结构的通禁带,采用数值模拟手段研究二维周期排桩结构的带隙特性及其对禁带频段内弹性波的抑制作用,并探讨将这种隔振新技术应用在兰州中川国际机场的新建航站楼与跑道之间来实现隔振时结构设计参数的选取规律。研究发现,对于相对刚度而言,在所选择的材料中,外层散射体钢和内层散射体混凝土及土体所组成的胞元具有最宽的弹性波衰减范围;减小晶格常数增大填充率或者构造含有两种晶格常数的胞元结构可获得更宽的弹性波衰减范围。研究结果可为中川国际机场的周期性排桩设计提供理论指导,从而精准地实现工程结构物的隔振需求。 展开更多

关键词 振动与波 二维声子晶体 周期排桩 结构隔振 频带曲线 兰州中川国际机场

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基于频散非局部均匀化的一维变截面声子晶体杆轴向振动特性研究

5

作者 丁万玺 李小白 +1 位作者 王兴东 吴宗武 《农业装备与车辆工程》 2024年第9期108-115,共8页

以一维变截面声子晶体杆为研究对象,基于频散非局部均匀化的方法,提出并构建了一维变截面杆的等效均匀化模型。通过与有限元仿真得到的固有频率对比,验证所提模型的正确性。进一步计算不同晶格常数、周期、直径比条件下的固有频率。结... 以一维变截面声子晶体杆为研究对象,基于频散非局部均匀化的方法,提出并构建了一维变截面杆的等效均匀化模型。通过与有限元仿真得到的固有频率对比,验证所提模型的正确性。进一步计算不同晶格常数、周期、直径比条件下的固有频率。结果表明:变截面杆基质体积分数保持不变时,变截面杆的长度增大,等效杆的晶格常数增大,非局部效应减弱,固有频率减小;周期数目改变,不改变带宽;增强体和基质的直径比越小、带宽越小。所提方法可为变截面声子晶体杆的工程应用问题提供参考,调节结构参数还可对不同类型截面杆工程化设计提供思路。 展开更多

关键词 一维变截面声子晶体 周期杆结构 非局部均匀化方法 固有频率 带隙

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一维光子晶体的基本周期结构及其禁带特征 被引量：52

6

作者 陈慰宗 申影 +2 位作者 忽满利 卜涛 刘军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1453-1456,共4页

本文采用光学导纳特征矩阵方法讨论了光波在一维分层介质的传播特性 ,分析了一维光子晶体的基本周期结构对光子禁带的特征的影响 ,指出了这种特性的应用 .

关键词 一维光子晶体 基本周期结构 光子禁带 光学导纳 特征矩阵法

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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

7

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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一维声子晶体的振动特性与实验研究 被引量：23

8

作者 郑玲 李以农 A Baz 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期417-421,共5页

研究了铝/橡胶一维声子晶体的机械滤波特性。采用有限元和传递矩阵法导出了弹性波在一维声子晶体中传播的理论模型。对声子晶体的振动传输与隔振特性进行了实验研究。研究结果表明:铝/橡胶一维声子晶体存在振动带隙,改变单元的几何尺寸... 研究了铝/橡胶一维声子晶体的机械滤波特性。采用有限元和传递矩阵法导出了弹性波在一维声子晶体中传播的理论模型。对声子晶体的振动传输与隔振特性进行了实验研究。研究结果表明:铝/橡胶一维声子晶体存在振动带隙,改变单元的几何尺寸和材料特性,能将带隙频率范围扩大并延伸至低频;实验验证了理论模型的预测,为铝/橡胶声子晶体在发动机隔振控制上的应用提供了依据。 展开更多

关键词 声子晶体 周期结构 振动

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新型光学/声学带隙材料研究进展 被引量：5

9

作者 钱斯文 杨盛良 赵恂 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期436-441,共6页

光子晶体 声子晶体研究是材料、物理、光学、化学等学科的一个全新领域和研究热点。概述了光子晶体 声子晶体的特性及应用 ,比较、综述了光子晶体 声子晶体的研究进展及面临的主要问题 ,评述和展望了光子晶体 声子晶体的发展趋势和应... 光子晶体 声子晶体研究是材料、物理、光学、化学等学科的一个全新领域和研究热点。概述了光子晶体 声子晶体的特性及应用 ,比较、综述了光子晶体 声子晶体的研究进展及面临的主要问题 ,评述和展望了光子晶体 声子晶体的发展趋势和应用前景。 展开更多

关键词 光子晶体 声子晶体 周期性结构 带隙 发展趋势

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二维声子晶体微腔能带结构的有限元分析与设计 被引量：20

10

作者 李建宝 汪越胜 张传增 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期649-655,664,共8页

本文基于ABAQUS建立了二维声子晶体体波能带结构的有限元计算方法。该方法首先利用周期性边界条件和Bloch定理,将周期结构的有限元离散特征方程化归到一个周期单胞内的复系数特征方程,然后将其分为实部和虚部两组方程,并在周期单胞边界... 本文基于ABAQUS建立了二维声子晶体体波能带结构的有限元计算方法。该方法首先利用周期性边界条件和Bloch定理,将周期结构的有限元离散特征方程化归到一个周期单胞内的复系数特征方程,然后将其分为实部和虚部两组方程,并在周期单胞边界上应用Bloch定理,求解得到的实数特征方程,获得频散曲线。与已有计算方法相比,该方法在适用性、计算速度、精确度和收敛性等方面具有明显的优越性。在此基础上使用发展的有限元方法分析研究了不同形状的声子晶体微腔的能带结构特性。结果表明这些晶体结构对于特定频率的声波可以将其限制在声子晶体微腔内,在一定环境下有着较好的吸声降噪功能。 展开更多

关键词 声子晶体 周期结构 微腔 能带结构 有限元法

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层状三元周期结构的带隙计算 被引量：3

11

作者 陈源 李竞 +1 位作者 黄涛 周明刚 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第1期19-22,共4页

对于层状三元周期结构的带隙分析和研究目前还属空白。基于声子晶体理论,将层状三元周期结构简化为一维声子晶体结构,并利用集中质量法,分析了材料密度与材料阻尼比变化对第一带隙的影响。研究表明,材料密度的改变对第一带隙产生较大影... 对于层状三元周期结构的带隙分析和研究目前还属空白。基于声子晶体理论,将层状三元周期结构简化为一维声子晶体结构,并利用集中质量法,分析了材料密度与材料阻尼比变化对第一带隙的影响。研究表明,材料密度的改变对第一带隙产生较大影响;材料阻尼比的变化对第一带隙影响不明显。研究结论为层状三元结构带隙设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 振动与波 声子晶体 层状三元周期结构 第一带隙

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周期性结构声子晶体研究概况 被引量：2

12

作者 陈源 周敬东 +1 位作者 周明刚 刘幺和 《中国舰船研究》 2007年第4期75-76,80,共3页

声子晶体的研究是振动与噪声控制研究的新课题,文章重点介绍国内外声子晶体的研究现状,分析周期性结构声子晶体研究存在的问题,提出周期性结构声子晶体研究及其应用研究的未来发展方向。

关键词 声子晶体 振动与噪声控制 周期性结构

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装备外壳结构周期设计及其振动特性 被引量：1

13

作者 李雁飞 沈惠杰 +1 位作者 苏永生 章林柯 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期192-198,共7页

将声子晶体能带理论应用于装备外壳结构设计,把装备外壳圆柱壳段设计成周期结构。基于多子结构的双协调自由界面模态综合法,计算并对比了周期圆柱壳与非周期圆柱壳对弯曲振动的衰减特性。结果表明,周期圆柱壳中有弯曲振动强衰减带隙存在... 将声子晶体能带理论应用于装备外壳结构设计,把装备外壳圆柱壳段设计成周期结构。基于多子结构的双协调自由界面模态综合法,计算并对比了周期圆柱壳与非周期圆柱壳对弯曲振动的衰减特性。结果表明,周期圆柱壳中有弯曲振动强衰减带隙存在,而非周期结构中则没有带隙存在。进一步研究了轴向周期复合夹层材料圆柱壳的弯曲振动特性。同样,该周期复合夹层结构中依然有弯曲振动带隙存在,且在带隙频率范围内弯曲振动传播将受到明显的抑制。最后,考虑实际装备外壳形状,研究了含周期结构圆柱段的复杂装备外壳振动特性。研究表明,经过局部周期设计的复杂装备外壳保持了带隙特性,这说明了将能带理论应用于工程实际装备外壳的振动控制具有可行性。 展开更多

关键词 声子晶体 能带 结构设计 周期圆柱壳 振动特性

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声子晶体的能带结构和潜在应用 被引量：1

14

作者 李桂芳 曹全喜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第F05期192-194,共3页

声子晶体是近10年来提出的一种具有声子能带和带隙的新型声学功能材料，它具有奇特的调节声子传播状态的特性。综述了声子晶体的能带结构和潜在的应用。

关键词 声子晶体 声子带隙 周期性结构

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椭球三维液态声子晶体完全声波禁带研究 被引量：1

15

作者 黄飞 何锃 《应用声学》 CSCD 北大核心 2007年第2期107-113,共7页

弹性波在声子晶体中传播时,会产生一定的频率禁带,声和振动在禁带中被禁止传播。本文将椭球散射体引入三维声子晶体中,采用平面波展开法计算了该系统的声波禁带结构。对于不同椭球半径的系统,其声波禁带的位置与大小有很大不同。结果表... 弹性波在声子晶体中传播时,会产生一定的频率禁带,声和振动在禁带中被禁止传播。本文将椭球散射体引入三维声子晶体中,采用平面波展开法计算了该系统的声波禁带结构。对于不同椭球半径的系统,其声波禁带的位置与大小有很大不同。结果表明:当晶格常数和填充率确定时,禁带受到椭球半径的影响;当确定椭球体的某一个半径和填充率时,第一禁带的最大值出现在另2个半径相等的情况下。 展开更多

关键词 声子晶体 周期性结构 声子禁带 能带结构

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一维杆状Thue-Morse(TM)准周期结构声子晶体带隙特性的研究

16

作者 李雷 刘永寿 +1 位作者 任建亭 税朗泉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期245-250,共6页

提出了一维杆状TM准周期结构声子晶体模型,采用有限元法计算了其带隙特性并与周期结构进行了比较。研究表明,TM序列准周期结构声子晶体可以有效地拓宽带隙宽度且能降低起始频率,而且在带隙范围内产生了具有高品质因子的局域共振模;此外... 提出了一维杆状TM准周期结构声子晶体模型,采用有限元法计算了其带隙特性并与周期结构进行了比较。研究表明,TM序列准周期结构声子晶体可以有效地拓宽带隙宽度且能降低起始频率,而且在带隙范围内产生了具有高品质因子的局域共振模;此外还发现,不同代次的TM序列、不同排序的材料组合都不影响其带隙范围,但改变材料参数(密度和弹性模量)却能改变其带隙范围。此研究可供其在减振降噪、滤波、波导等方面的设计和实际应用参考。 展开更多

关键词 TM序列 准周期 声子晶体 带隙

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二维周期性结构的声波带隙研究

17

作者 陈源 周明刚 周敬东 《中国舰船研究》 2008年第1期73-76,共4页

从二维周期性结构的振动方程出发,建立二维带隙计算模型,并在此基础上分析带隙与材料结构特性的关系。实例数值计算结果证明,理论结果与试验仿真计算结果是一致的。

关键词 二维周期结构 弹性波带隙 声子晶体

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基于声子晶体异质位错结结构的大尺寸楔形变幅杆的优化设计 被引量：4

18

作者 林基艳 林书玉 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期117-124,共8页

针对大尺寸楔形变幅杆辐射面振幅分布不均匀、放大系数较小的问题,采用近周期声子晶体异质位错结结构设计了振幅分布均匀、放大系数较大的新型变幅杆。利用有限元软件COMSOL对优化前、后的变幅杆进行了仿真分析,结果表明:近周期声子晶... 针对大尺寸楔形变幅杆辐射面振幅分布不均匀、放大系数较小的问题,采用近周期声子晶体异质位错结结构设计了振幅分布均匀、放大系数较大的新型变幅杆。利用有限元软件COMSOL对优化前、后的变幅杆进行了仿真分析,结果表明:近周期声子晶体异质位错结结构能有效抑制大尺寸楔形变幅杆的横向振动,大幅提高辐射面纵向振幅分布均匀度,增加放大系数。该方法为大尺寸楔形变幅杆的优化设计提供了新思路。 展开更多

关键词 大尺寸楔形变幅杆 近周期声子晶体异质位错结 位移分布均匀度 放大系数

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基于智能算法的声子晶体带隙优化设计 被引量：1

19

作者 刘么和 陈源 熊健民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期94-95,110,共3页

机械振动一直是工程技术中迫切需要解决的问题。周期结构声子晶体在减振降噪方面的应用越来越受到人们的重视。运用自适应智能算法对二维声子晶体的带隙宽度进行优化设计,用Rough集的数据分类简约功能对带隙宽度难点进行了研究,去掉了... 机械振动一直是工程技术中迫切需要解决的问题。周期结构声子晶体在减振降噪方面的应用越来越受到人们的重视。运用自适应智能算法对二维声子晶体的带隙宽度进行优化设计,用Rough集的数据分类简约功能对带隙宽度难点进行了研究,去掉了多余属性的样本数据,从而使神经网络拓扑结构优化。计算结果表明,智能算法在带隙优化设计中是一个很有意义的研究方向。 展开更多

关键词 声子晶体 带隙 周期结构 优化

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周期结构振动控制研究现状 被引量：9

20

作者 陈斌 黄修长 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第5期37-41,共5页

对周期支撑结构,周期加筋板壳,周期结构桁架,手征性周期结构,声子晶体,失谐周期结构,超材料等在振动控制方面的研究概况进行阐述。并对周期结构的带隙求解方法和导纳求解方法进行归纳。

关键词 振动与波 周期结构 阻带特征 声子晶体

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