原文传递
基于碳纤维的声学超材料层压板的减振研究
| 论文题名： | 基于碳纤维的声学超材料层压板的减振研究 |
| 关键词： | 汽车车门;声学超材料;层压板结构;碳纤维;减振性能 |
| 摘要： | 近几年来，声学超材料已经成为科学家们广泛研究的工程材料，这种新型周期性结构在一定条件下能呈现出自然界中不存在的性质—负等效质量密度和负等效体积模量，这为一些新型应用打开了一扇新的大门。例如声学超透镜、隐形声学斗篷、人工声学黑洞、声学负折射、亚波长成像等。科学家们在此基础上引入了能带结构的研究，并提出了局域共振型带隙的概念，成功实现了小尺寸结构对大波长（低频）声波传播的抑制。 本文针对当前局域共振型声学超材料面临的轻质化、低频高带宽等技术难题展开了研究，通过利用碳纤维的高质强比的特性，通过铺层构建基体薄板结构，并在板上周期性的布置动力吸振器，组成复合声学超材料层压板结构，实现在低频高带宽下的减振降噪，主要研究工作如下： (1)首次提出了基于碳纤维的声学超材料层压板结构，它是由两块平行的碳纤维增强复合材料（CFRP）组成的正交各项异性层压板和周期性排列在板中间的弹簧质量阻尼系统组成，并研究了该结构的带隙特性。 (2)完善了各项异性局域共振型声学超材料的带隙计算方法，基于离散分析，对声学超材料层压板带隙区间公式进行了推导，并通过色散关系图观察到较宽的阻带。 (3)通过有限元建模及频率响应分析，确认了有限声学超材料层压板的带隙行为，以验证理论分析。此外，本文还讨论了相关参数对声学超材料层压板阻带的影响。结果表明，单个动力吸振器与层压板晶胞的质量比重直接决定了阻带的宽度，动力吸振器中的阻尼可以有效地降低低频区域的响应，同时扩展阻带。 (4)将声学超材料层压板的优异性能应用到了车门的设计当中，车门的振动得到了显著抑制，最后提炼出了基于低频声学超材料层压板的汽车车门设计准则。 |
| 作者： | 肖潇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄晓东;高晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
