彈性波在一維周期性復合結構界面的傳播特性.pdf

1、近年來，一種新型周期性復合結構的提出引起了國內外學者的廣泛關注和研究。該種結構是由兩種或兩種以上彈性介質周期性排列組成，具有彈性波禁帶(帶隙)特性--當頻率處于某些范圍內時，彈性波將無法在該結構中傳播。由于周期性復合結構具有彈性波禁帶特性，在隔振、減振和降噪等方面具有廣泛的應用前景。當結構承受動態(tài)荷載作用時，其中傳播的波不可避免地會遇到界面并與之發(fā)生復雜的相互作用。本文首先利用平面波展開法對于由鉛、鋁、鋼與環(huán)氧樹脂組成三種周期性復合結構

2、中沿任意方向傳播的彈性波的能帶結構進行了計算分析，討論了傳播方向、填充率和結構組元等因素對能帶結構和帶隙寬度的影響。然后利用該能帶結構對于反平面剪切波在界面上的傳播特性進行了分析，討論了彈性波頻率、復合結構的組元、填充率、下半空間不同介質、入射角等因素對表征反射波和折射波能量分配的反射系數(shù)和折射系數(shù)的影響。得到如下結論： (1)當彈性波沿周期方向傳播時，禁帶寬度最大，帶隙下邊緣頻率最低。 (2)散射體相對基體的材料屬性比

3、越大，帶隙越寬。 (3)填充率逐漸增大時，帶隙寬度先增大后減小，即較小和較大的填充率都不利于帶隙生成。 (4)界面能量的分配與彈性波頻率密切相關。低頻時，彈性波頻率對界面?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊懳⒑跗湮?，此時透射能量遠遠小于反射能量。高頻時，彈性波對界面?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊懕容^明顯。由于此時方向帶隙的出現(xiàn)，使得有些方向的彈性波不能在周期性復合結構中傳播，導致折射系數(shù)隨入射角的變化曲線出現(xiàn)間斷現(xiàn)象。對于能夠透射進入周期性復合結構中的彈性波