具有压电分流电路的声子晶体杆振动带隙研究
2011-06-02陈圣兵韩小云温激鸿
振动与冲击 2011年4期
关键词:振动
陈圣兵,韩小云,王 刚,温激鸿
(1.国防科技大学 机电工程研究所,长沙 410073;2.国家光子/声子晶体教育部重点实验室,长沙 410073)
声子晶体概念的提出为减振降噪理论研究和工程设计提供了新的思路。声子晶体是具有弹性波带隙的周期性结构功能材料,频率落在带隙范围内的振动会被禁止[1]。根据带隙频率所对应的波长与晶格常数的比例关系,声子晶体可分为Bragg散射型和局域共振型。局域共振型声子晶体中,单个散射体的共振特性起主导作用。通常是在基体材料中引入局域谐振子,通过振子的机械共振与基体中的长波行波相互耦合作用形成带隙。
随着智能材料的发展,将智能结构引入声子晶体,通过主动控制,使声子晶体的带隙可调,已经逐渐被人们重视。Ruzzene和Baz等人[2]首先将形状记忆合金引入到周期结构中,通过改变形状记忆合金的弹性模量来调节带隙。随后他们又将压电陶瓷材料及简单控制电路周期性地附加在一维杆[3,4]、管路[5-7]和二维周期弹簧质量系统[8]中,采用简单的控制电路,对周期结构的振动带隙进行调节。李凤明等[9,10]采用传递矩阵法研究了周期嵌有压电材料的杆和梁结构中的波动传播特性及其振动主动控制问题。张文群等[11]研究了负电容压电分流阻尼系统的能量耗散特性,分析了不同连接方式电路的特点。孙浩和杨智春等[12]也对压电分流阻尼系统中压电片的拓扑优化做了较为深入的研究。
本文提出在基体杆上周期性粘贴连有分流电路的压电片,用分流电路中LC回路的电磁振荡代替局域共振声子晶体中传统机械局域谐振子的振动。……
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