二维十字排列椭圆孔声子晶体带隙研究

采用有限元及实验方法，研究二维十字排列椭圆孔声子晶体中弹性波传播的带隙以及人为引入的夹杂对带隙的调控. 当声子晶体薄板沿板厚方向均匀施加面内激励时，将激发面内的动力响应，对应于平面应力状态. 基于逆向思维，针对二维十字排列椭圆孔声子晶体薄板，建立平面有限元模型，计算该模型沿晶格ΓX方向的波动传输特性，分析孔洞长短轴之比、孔隙率和线缺陷等因素对带隙及弹性波传播特性的影响. 制作与计算模型同尺寸的声子晶体试样进行传输特性实验，测试结果与有限元仿真结果吻合. 结果表明，带隙的宽度随着椭圆孔长短轴比例的增加而增大，可以通过引入合适的线缺陷来反向调控声子晶体的带隙.