梯度超材料板的隔聲降噪研究.pdf

1、汽車NVH(Noise，vibration，Harshness)性能是衡量乘駕舒適性的一個重要指標，已逐漸被用戶和各大汽車廠商重視。如今，尋找一個便捷低耗的減振降噪方案是各廠商工作的重點。近年來，蘭姆波型聲學超材料引起了許多科研工作者的廣泛興趣。超材料板能夠將彈性波的能量完全局限在薄板的上下兩個自由邊界之間，從而使得蘭姆波在傳遞過程中能量損耗大為降低。聲學超材料不僅能夠產生彈性波禁帶，使得禁帶頻率范圍內的彈性波不能傳播，也能夠實現(xiàn)彈性波

2、的不對稱傳播，具有很好的聲整流效果。本文首先研究有限梯度周期性結構薄板的隔聲降噪特性，然后通過模式轉換機制實現(xiàn)一階反對稱型蘭姆波在梯度板中的不對稱傳播，最后討論梯度超材料板用于工程結構中進行噪聲與振動控制的可行性。主要研究內容包括:
　　(1)利用本征模式匹配理論和有限元方法分別計算有限梯度周期性結構薄板的透射譜，對計算結果進行了比較分析，發(fā)現(xiàn)兩種方法的結果很吻合，同時存在禁帶。隨后，比較分析了有限梯度周期性結構薄板與有限周期性結

3、構板的聯(lián)系和區(qū)別。
　　(2)在原始模型的基礎上，對有限梯度周期性結構薄板的寬度比和兩端厚度進行調節(jié)，研究了結構參數變化對禁帶位置和寬度的影響。
　　(3)對一階反對稱型蘭姆波在梯度板中的不對稱傳播進行了研究。通過本征模式匹配理論分別計算了梯度板的正向與反向入射時的透射率，發(fā)現(xiàn)存在明顯的不對稱傳播現(xiàn)象。隨后，通過有限元軟件COMSOL Multiphysics進行時域分析，詳細討論了不對稱傳播產生的機理，即蘭姆波的模式轉換機