二维正方晶格钨-硅橡胶声子晶体的带隙特性研究

作     者：郭翔鹰 孙向洋 朱雨男 GUO Xiangying;SUN Xiangyang;ZHU Yunan

作者机构：北京工业大学机械工程学院机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2020年第49卷第9期

页      面：1583-1589页

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11772010 11572006 11602234) 

主　　题：声子晶体 平面波展开 简并态 能带结构 狄拉克点 

摘      要：本文利用平面波展开法和有限元法计算了二维正方晶格钨-硅橡胶声子晶体的能带结构,分析了弹性波在嵌有周期性排列的相同孔径的圆柱形钨块声子晶体结构中的传播特性。对能带结构中出现的特殊现象,例如狄拉克点以及狄拉克点附近的简并态等进行了分析。给出了三维能带图以及不同模式下的主要变形情况,发现在基体与散射体结合的部位容易出现应力集中的现象。同时讨论了复合材料的不同参数对带隙的影响,发现随着密度比(散射体密度与基体密度的比值)的增大,第一完全带隙的起始频率逐渐增加,但是截止频率变化较小,带宽逐渐减小。相对于杨氏模量比,密度比对带隙的影响更大。本文的结果将对实际的工程应用提供一定的理论指导。