书籍详情
超材料低频振动噪声控制研究及应用
作者：高南沙
出版社：电子工业出版社
出版时间：2019-03-01
ISBN：9787121351297
定价：¥75.00
购买这本书可以去
内容简介
低频振动和噪声控制问题一直是人们面临的技术难题，由于受到质量定律等物理规律的制约，传统的隔振/声材料或结构很难对其进行有效的控制。近年来，局域共振型声学超材料的提出，为通过亚波长尺寸的轻质结构实现低频减振降噪提供了一种全新的思路。然而，目前在声学超材料低频减振降噪中，仍在力学模型的等效、带隙形成和调控机制及实际工程应用等方面存在着一些不足。本书针对低频超材料在弹性波调控机理和减振降噪应用方面面临的关键理论及技术问题，从新型力学模型的提出、带隙的调控机制及实际的工程应用详细论述了以下的研究工作。 本书以如何利用局域共振型声学超材料实现低频振动和噪声的控制问题为核心，深入分析了四种新型不同带隙形成机理及调控方法的力学模型，并对工程中常用的减振杆、梁、板及隔声材料的设计进行了初步探索，这些研究成果会进一步丰富声学超材料研究内容，同时为工程中的减振降噪方法提供一定的理论基础和技术支持。
作者简介
高南沙，男，工学博士，助理教授。2013.09―2016.06，西安交通大学机械工程学院获得博士学位；2016.07―至今，西北工业大学航海学院助理教授；2017.09―2017.11，首尔大学先进力学工程系访问学者；2018.01―至今，西北工学大学船舶与海洋工程博士后流动站作为博士后。
目录
目 录
第1章 绪论 1
1．1 引言 1
1．2 声学超材料的研究概述 4
1．2．1 声学超材料的概念及其发展历程 4
1．2．2 声学超材料的基本特性 9
1．2．3 声学超材料减振降噪研究现状及存在的问题 14
1．3 本书研究工作简介 17
第2章 声学超材料减振降噪理论 20
2．1 引言 20
2．2 弹性波能带理论 20
2．2．1 弹性波基本方程 20
2．2．2 晶格理论 21
2．3 带隙特性的计算方法 24
2．3．1 传递矩阵法 24
2．3．2 有限元法 26
2．4 等效负质量密度理论及其减振降噪机理解释 27
2．5 本章小结 30
第3章 阻尼对声学超材料振动特性的影响 31
3．1 引言 31
3．2 一维单自由度声学超材料等效力学系统 31
3．2．1 无阻尼时的等效力学模型 31
3．2．2 有阻尼时的等效力学模型 34
3．3 预估阻尼对超材料振动特性的影响 37
3．3．1 阻尼对超材料原胞等效质量的影响 37
3．3．2 阻尼对超材料色散关系的影响 38
3．3．3 阻尼对超材料整体传输率的影响 39
3．4 本章小结 41
第4章 新型轻质蜂窝―薄膜低频隔声材料 42
4．1 引言 42
4．2 新型单自由度声学超材料力学模型 42
4．3 新型轻质蜂窝―薄膜低频隔声材料的研究 45
4．3．1 结构设计及隔声性能分析 45
4．3．2 低频隔声机理的数值验证 50
4．3．3 不同结构参数对隔声量的影响 52
4．4 本章小结 57
第5章 基于谐振子转动惯量调控机理的新型双自由度局域共振型声学超材料 59
5．1 引言 59
5．2 新型双自由度声学超材料理论模型 59
5．3 双自由度局域共振型减振梁 66
5．3．1 物理模型及其计算方法 66
5．3．2 局域共振梁振动特性的计算结果及讨论 69
5．4 双自由度局域共振型减振板 74
5．4．1 物理模型及计算方法 74
5．4．2 局域共振型减振板振动特性的结果与讨论 75
5．5 局域共振型减振板振动特性的实验研究 79
5．5．1 样品的制作 79
5．5．2 实验方案 79
5．5．3 实验结果及讨论 80
5．6 本章小结 82
第6章 多参数均布阵列多自由度局域 共振型声学超材料 83
6．1 引言 83
6．2 多参数均布阵列多自由度局域共振型声学超材料理论模型 83
6．2．1 系统的等效负质量 83
6．2．2 结构参数对负质量的影响 87
6．2．3 色散关系及传输率 89
6．3 多参数均布阵列多自由度局域共振型减振板 92
6．3．1 物理模型及其计算方法 92
6．3．2 计算结果和讨论 93
6．4 本章小结 96
第7章 基于梯度混合调控机理的声学超材料系统 98
7．1 引言 98
7．2 梯度―Bragg散射型超材料杆 98
7．2．1 模型及计算方法 98
7．2．2 结果与讨论 101
7．3 梯度―局域共振型超材料杆 106
7．3．1 模型及计算方法 106
7．3．2 结果及讨论 108
7．4 梯度―混合构型超材料杆 112
7．4．1 模型及计算方法 112
7．4．2 结果和讨论 114
7．5 本章小结 119
第8章 径向声学超材料的低频禁带及应用分析 121
8．1 引言 121
8．2 柔性板型径向声学超材料结构 121
8．2．1 模型及计算方法 122
8．2．2 结果和讨论 125
8．3 环形加筋局域共振型径向声学超材料 131
8．3．1 铝板环形加筋模型及计算方法 131
8．3．2 结果和讨论 132
8．3．3 钢板环形加筋局域共振型径向声学超材料结构模型及计算方法 138
8．3．4 结果和讨论 140
8．3．5 环形加筋局域共振型径向声学超材料在管道隔振中的应用分析 145
8．4 环形镂空径向声学超材料轮盘 146
8．4．1 模型及计算方法 146
8．4．2 结果和讨论 148
8．5 本章小结 164
第9章 斜环填料水下超材料的宽频吸声 167
9．1 引言 167
9．2 模型计算与理论分析 168
9．3 几何参数对吸收性能的影响 174
9．4 结论 177
参考文献 178
彩插
第1章 绪论 1
1．1 引言 1
1．2 声学超材料的研究概述 4
1．2．1 声学超材料的概念及其发展历程 4
1．2．2 声学超材料的基本特性 9
1．2．3 声学超材料减振降噪研究现状及存在的问题 14
1．3 本书研究工作简介 17
第2章 声学超材料减振降噪理论 20
2．1 引言 20
2．2 弹性波能带理论 20
2．2．1 弹性波基本方程 20
2．2．2 晶格理论 21
2．3 带隙特性的计算方法 24
2．3．1 传递矩阵法 24
2．3．2 有限元法 26
2．4 等效负质量密度理论及其减振降噪机理解释 27
2．5 本章小结 30
第3章 阻尼对声学超材料振动特性的影响 31
3．1 引言 31
3．2 一维单自由度声学超材料等效力学系统 31
3．2．1 无阻尼时的等效力学模型 31
3．2．2 有阻尼时的等效力学模型 34
3．3 预估阻尼对超材料振动特性的影响 37
3．3．1 阻尼对超材料原胞等效质量的影响 37
3．3．2 阻尼对超材料色散关系的影响 38
3．3．3 阻尼对超材料整体传输率的影响 39
3．4 本章小结 41
第4章 新型轻质蜂窝―薄膜低频隔声材料 42
4．1 引言 42
4．2 新型单自由度声学超材料力学模型 42
4．3 新型轻质蜂窝―薄膜低频隔声材料的研究 45
4．3．1 结构设计及隔声性能分析 45
4．3．2 低频隔声机理的数值验证 50
4．3．3 不同结构参数对隔声量的影响 52
4．4 本章小结 57
第5章 基于谐振子转动惯量调控机理的新型双自由度局域共振型声学超材料 59
5．1 引言 59
5．2 新型双自由度声学超材料理论模型 59
5．3 双自由度局域共振型减振梁 66
5．3．1 物理模型及其计算方法 66
5．3．2 局域共振梁振动特性的计算结果及讨论 69
5．4 双自由度局域共振型减振板 74
5．4．1 物理模型及计算方法 74
5．4．2 局域共振型减振板振动特性的结果与讨论 75
5．5 局域共振型减振板振动特性的实验研究 79
5．5．1 样品的制作 79
5．5．2 实验方案 79
5．5．3 实验结果及讨论 80
5．6 本章小结 82
第6章 多参数均布阵列多自由度局域 共振型声学超材料 83
6．1 引言 83
6．2 多参数均布阵列多自由度局域共振型声学超材料理论模型 83
6．2．1 系统的等效负质量 83
6．2．2 结构参数对负质量的影响 87
6．2．3 色散关系及传输率 89
6．3 多参数均布阵列多自由度局域共振型减振板 92
6．3．1 物理模型及其计算方法 92
6．3．2 计算结果和讨论 93
6．4 本章小结 96
第7章 基于梯度混合调控机理的声学超材料系统 98
7．1 引言 98
7．2 梯度―Bragg散射型超材料杆 98
7．2．1 模型及计算方法 98
7．2．2 结果与讨论 101
7．3 梯度―局域共振型超材料杆 106
7．3．1 模型及计算方法 106
7．3．2 结果及讨论 108
7．4 梯度―混合构型超材料杆 112
7．4．1 模型及计算方法 112
7．4．2 结果和讨论 114
7．5 本章小结 119
第8章 径向声学超材料的低频禁带及应用分析 121
8．1 引言 121
8．2 柔性板型径向声学超材料结构 121
8．2．1 模型及计算方法 122
8．2．2 结果和讨论 125
8．3 环形加筋局域共振型径向声学超材料 131
8．3．1 铝板环形加筋模型及计算方法 131
8．3．2 结果和讨论 132
8．3．3 钢板环形加筋局域共振型径向声学超材料结构模型及计算方法 138
8．3．4 结果和讨论 140
8．3．5 环形加筋局域共振型径向声学超材料在管道隔振中的应用分析 145
8．4 环形镂空径向声学超材料轮盘 146
8．4．1 模型及计算方法 146
8．4．2 结果和讨论 148
8．5 本章小结 164
第9章 斜环填料水下超材料的宽频吸声 167
9．1 引言 167
9．2 模型计算与理论分析 168
9．3 几何参数对吸收性能的影响 174
9．4 结论 177
参考文献 178
彩插
猜您喜欢
