[实用新型]一种局域共振型声子晶体

说明书

一种局域共振型声子晶体，包括：金属芯体，金属芯体的外表面交替包覆橡胶层和金属层形成多层复合的声子晶体单元结构体，多层复合的声子晶体单元结构体按二维晶格周期排列在基体中形成二维多禁带局域共振型声子晶体。本申请的二维多禁带局域共振型声子晶体具有多个禁带，扩展了禁带的频率范围，并提高了衰减效果良好的频率范围；具有设计简单、可变性强、经济性好等优点；其具有多个衰减效果良好的禁带频率范围，可以为工程中低频振动噪声控制提供良好的衰减效果，运用范围较广。

技术领域

本实用新型涉及声子晶体技术领域，具体涉及具有低频带隙的局域共振型声子晶体的结构设计。

背景技术

目前，局域共振型声子晶体多采用金属芯体1包覆一层软橡胶层2周期排列在树脂基中的单包覆层设计，结构图如图1所示。该类设计的局域共振声子晶体只有较明显的一条禁带，且禁带的频率范围较窄。当弹性波通过此类设计的局域共振声子晶体时，一般只在禁带起始频率位置衰减效果较好，在禁带其他频率范围衰减效果较弱。单层的局域共振声子晶体单一禁带和较弱的衰减效果难以满足工程中减振降噪的需求。

发明内容

本申请提供一种局域共振型声子晶体，包括金属芯体，金属芯体的外表面交替包覆橡胶层和金属层形成多层复合的声子晶体单元结构体，多层复合的声子晶体单元结构体按二维晶格周期排列在基体中形成二维多禁带局域共振型声子晶体。

一种实施例中，多层复合的声子晶体单元结构体中的橡胶层的层数为2-6。

一种实施例中，多层复合的声子晶体单元结构体的最外层为橡胶层。

一种实施例中，橡胶层的层数为6。

一种实施例中，橡胶层的材质为硅橡胶。

一种实施例中，金属层和金属芯体的材质相同。

一种实施例中，金属层和金属芯体的材质均为钨。

一种实施例中，二维晶格的排列形式为正方形、长方形或六边形。

一种实施例中，金属芯体为圆柱体。

依据上述实施例的局域共振型声子晶体，通过多层结构设计实现更多的局域共振模式，从而实现多禁带，在每一个禁带的起始频率附近，衰减效果均较好，实现了多频段的高衰减效果。

进一步，本申请的局域共振型声子晶体的禁带受金属芯体、包覆层、二维晶格常数的尺寸影响，通过调节相关结构尺寸的大小可以实现满足特定频率的要求。

进一步，本申请的二维多禁带局域共振型声子晶体具有多个禁带，扩展了禁带的频率范围，并提高了衰减效果良好的频率范围；具有设计简单、可变性强、经济性好等优点；其具有多个衰减效果良好的禁带频率范围，可以为工程中低频振动噪声控制提供良好的衰减效果，运用范围较广。

附图说明

图1为一般单层局域共振型声子晶体单元结构图；

图2为本发明6层橡胶层的局域共振型声子晶体单元结构图；

图3为本发明6层橡胶层的局域共振型声子晶体结构图；

图4为一般单层局域共振型声子晶体能带结构图；

图5为本发明6层橡胶层的局域共振型声子晶体能带结构图；

图6为一般单层局域共振型声子晶体频率响应图；

图7为本发明6层橡胶层的局域共振型声子晶体频率响应图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。