论文部分内容阅读
周期复合结构是指两种或两种以上弹性材料按照一定的周期性组合而成的结构。周期复合结构具有禁带特性,在禁带频率范围内的振动无法在结构中传播。周期夹芯板作为一种特殊的周期复合结构,通过对其材料参数和几何参数的设计,使其能够阻碍特定频段内的振动的传播,从而实现结构的隔振减振。在夹芯板内部填充多孔、低导热系数的泡沫材料,会使夹芯板在有良好隔振性能的基础上也能有较好的保温隔热性能,满足建筑材料的低碳节能的要求。这种既能隔振又有保温隔热性能的夹芯板是一种集多功能于一身的良好建筑材料,具有重要的科研价值和实际意义。本文首先利用Comsol Multiphysics有限元软件分别对两种周期夹芯板进行了能带计算与频率响应的分析。研究了夹芯板内部芯体结构尺寸对结构能带的影响。然后对两种周期夹芯板进行了热性能的研究,分别采用有限元数值计算和理论分析求得夹芯板的等效导热系数,并研究了夹芯板各组分结构尺寸对其热性能的影响。最后对其中一种周期夹芯板在四种不同芯体高度情况下的热性能进行了检测。研究结果表明：1聚苯乙烯填充的周期正交肋板夹芯板和周期圆管夹芯板具有禁带特性。正交肋板的尺寸或圆管尺寸对夹芯板能带的位置和带宽都有影响。肋板越长或圆管半径越大,夹芯板的禁带频率会越高。周期夹芯板的禁带宽度随肋板的加长或圆管半径的加大先变宽后变窄。对两种夹芯板的频率响应分析显示,在禁带频率范围内振动发生了明显的衰减。2聚苯乙烯填充的周期正交肋板夹芯板和周期圆管夹芯板具有良好的保温隔热性能。正交肋板的尺寸或圆管尺寸对夹芯板的导热性能有影响。当夹芯板面板厚度一定时,夹芯板等效导热系数随着肋板厚度或者圆管半径的加大而增加。当夹芯板总厚度不变时,改变面板的厚度,夹芯板的等效导热系数先减小后增大。3对四种不同芯体高度情况下聚苯乙烯填充的周期圆管夹芯板导热系数的测定,证明了该类型的夹芯板具有良好的保温隔热性能,且实验结果与根据实际试件建模的数值结果吻合很好。