薄膜超材料的等效特性分析及试验研究

摘要：

基于一维超材料梁的理论思想,将薄膜超材料简化成具有周期性的谐振单元和一维梁的结构;根据薄板的Kirchhoff理论,建立了整体结构的运动方程,计算了周期性谐振单元作用力及薄膜两侧载荷的声压差.利用牛顿第二定律及虚功原理,得到了薄板不同阶的振动模态幅值An所满足的运动方程.通过引入等效密度概念,得到等效密度共振形式受薄膜的刚度k、厚度h、谐振单元周期常数L及附加质量M等因素影响,并针对每种影响因素进行了等效密度峰值的分析;得出在一定尺寸范围内,得到了薄膜厚度h越薄,谐振单元刚度与质量的比值越小,共振频率越低的结论;而且周期常数L越大,薄膜自身的共振形式与谐振单元的共振形式同时存在,且薄膜本身的振动形式越强烈.通过探讨谐振单元质量与透射峰值的试验验证,表明质量-弹簧谐振子的共振作用对薄膜超材料的透射吸收起到至关重要作用.

关键词：薄膜超材料、谐振单元、虚功原理、等效密度、周期常数、透射峰值

所属期刊栏目：36

分类号：TB53(声学工程)

资助基金：武器装备“十二五”预先研究项目

在线出版日期：2017-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：91-97