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《宁波大学》 2017年
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磁流变弹性体调控的声子晶体波传播研究

张旻  
【摘要】:自从声子晶体的概念被提出后,由于其独特的物理性质和广阔的应用前景,声子晶体的相关研究很快成为一个热门的研究课题。声子晶体的一个显著特点就是存在完全带隙(ABG),在带隙范围内的声波无法在其中传播。基于这一特点,声子晶体可广泛应用于减震、降噪、滤波等领域。磁流变弹性体(MRE)是一种新型智能材料,由聚合物基体与微米级的铁磁性颗粒组成,它的物理性质可以通过磁场来调控,当施加外部磁场时它的弹性模量明显增加。本文主要研究由MRE和PMMA制成声子晶体的带隙特性,探究模量对声子晶体带隙的影响。论文的主要工作有:(1)筛选合适的基体、添加剂与铁磁性颗粒,通过预结构化和非预结构化的方法制备了各向同性与各向异性两种磁流变弹性体。采用DMA和MCR流变仪对制备的样品进行测试分析,通过对储能、损耗模量和损耗因子等参数的研究,发现各向异性磁流变弹性体在0.8T磁场下磁流变性能达到最好。(2)研究了由MRE和PMMA两种材料周期性排列而组成的一维声子晶体中波的传播。在实验阶段,用高斯计来确定磁场大小,LMS处理实验数据得到带隙,记录不同磁场下一维声子晶体的带隙,并与采用Comsol软件计算的结果进行比较。发现了声子晶体中波的传播可以通过调节MRE的模量来改变,即可以通过改变磁场强度来调节一维声子晶体的带隙。(3)对一种局域共振型人工周期梁结构进行了研究,这种三层梁结构中的弹簧由磁流变弹性体替代,基体梁和悬臂梁式振子选用对磁场无响应的亚克力板。一方面通过实验改变磁场测量其频响曲线,另一方面用有限元Comsol软件计算其振动模态和带隙变化,探究磁场对局域共振型人工周期梁结构的带隙影响。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O735

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