周期与均匀结构隔振器滤波特性的对比分析

"周期结构和均匀结构隔振器滤波特性的对比研究 (2008年)" 本文主要探讨了两种不同类型的隔振器——周期结构隔振器和均匀结构隔振器在滤波特性上的差异。隔振器是用于减少机械振动传递到结构或设备的关键部件，对于噪声控制和设备保护具有重要意义。作者采用了谱有限元法和传递矩阵法这两种数值分析方法，建立了波在这些隔振器中传播的数学模型。 首先，谱有限元法是一种高效计算波动问题的方法，它利用傅立叶变换将连续体问题转化为离散的频域问题，从而简化计算。而传递矩阵法则通过考虑结构的边界条件，将结构划分为多个段，每个段的传递矩阵相乘即可得到整个系统的传递特性，这种方法特别适用于处理周期性结构的问题。 在对比研究中，均匀结构隔振器由单一材料（铝）制成，而周期结构隔振器则由铝和橡胶交替组成，形成了周期性的单元结构。这种周期结构的设计灵感来源于声学和光学中的布拉格反射原理，即通过特定的结构设计实现对某一频率范围内的振动或声波进行阻挡。 研究发现，周期结构隔振器的滤波特性相较于均匀结构更为优越。通过调整周期结构单元的几何尺寸和材料组合，可以显著改变其带隙频率范围，即抑制振动的频率区间，并且能够将带隙下限扩展至更低的频率。这表明周期结构隔振器在振动控制上具有更大的灵活性和可调性，可以针对性地设计以适应不同工况的需求。 实验结果验证了理论模型的准确性，证明了周期结构隔振器在实际应用中能够有效地调节和控制振动。这一研究对于振动控制领域的工程实践具有重要的指导意义，尤其是在航空航天、汽车工业、建筑结构以及精密仪器等领域，能够优化设备的运行环境，提高其性能和寿命。 这篇论文深入研究了周期结构隔振器与均匀结构隔振器在滤波性能上的差异，并通过实验验证了理论预测，为隔振器的设计和优化提供了新的思路和方法。通过改变周期结构的几何参数和材料性质，可以实现对振动频率的选择性抑制，这对于振动控制技术的进步具有重大价值。