彈性波在一維周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)界面的傳播特性.pdf

1、近年來，一種新型周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)的提出引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究。該種結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上彈性介質(zhì)周期性排列組成，具有彈性波禁帶(帶隙)特性--當(dāng)頻率處于某些范圍內(nèi)時(shí)，彈性波將無法在該結(jié)構(gòu)中傳播。由于周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)具有彈性波禁帶特性，在隔振、減振和降噪等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)結(jié)構(gòu)承受動(dòng)態(tài)荷載作用時(shí)，其中傳播的波不可避免地會(huì)遇到界面并與之發(fā)生復(fù)雜的相互作用。本文首先利用平面波展開法對(duì)于由鉛、鋁、鋼與環(huán)氧樹脂組成三種周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)

2、中沿任意方向傳播的彈性波的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算分析，討論了傳播方向、填充率和結(jié)構(gòu)組元等因素對(duì)能帶結(jié)構(gòu)和帶隙寬度的影響。然后利用該能帶結(jié)構(gòu)對(duì)于反平面剪切波在界面上的傳播特性進(jìn)行了分析，討論了彈性波頻率、復(fù)合結(jié)構(gòu)的組元、填充率、下半空間不同介質(zhì)、入射角等因素對(duì)表征反射波和折射波能量分配的反射系數(shù)和折射系數(shù)的影響。得到如下結(jié)論： (1)當(dāng)彈性波沿周期方向傳播時(shí)，禁帶寬度最大，帶隙下邊緣頻率最低。 (2)散射體相對(duì)基體的材料屬性比

3、越大，帶隙越寬。 (3)填充率逐漸增大時(shí)，帶隙寬度先增大后減小，即較小和較大的填充率都不利于帶隙生成。 (4)界面能量的分配與彈性波頻率密切相關(guān)。低頻時(shí)，彈性波頻率對(duì)界面?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊懳⒑跗湮?，此時(shí)透射能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于反射能量。高頻時(shí)，彈性波對(duì)界面?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊懕容^明顯。由于此時(shí)方向帶隙的出現(xiàn)，使得有些方向的彈性波不能在周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)中傳播，導(dǎo)致折射系數(shù)隨入射角的變化曲線出現(xiàn)間斷現(xiàn)象。對(duì)于能夠透射進(jìn)入周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)中的彈性波