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双层超材料板的带隙特征与隔声性能研究
1
作者 刘兵飞 郝杨杰 +3 位作者 赵寰宇 肖伟民 盖晓玲 骆岩红 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第4期270-277,共8页
通过设计槽形双环共振单元,构造正方点阵、三角点阵双层超材料板,采用有限元法计算他们的弯曲波低频带隙,而局域共振产生负的动态质量密度的频率段与带隙很好地吻合。对于相同晶格常数和材料组分条件下,在弯曲波带隙频率范围分析正方点... 通过设计槽形双环共振单元,构造正方点阵、三角点阵双层超材料板,采用有限元法计算他们的弯曲波低频带隙,而局域共振产生负的动态质量密度的频率段与带隙很好地吻合。对于相同晶格常数和材料组分条件下,在弯曲波带隙频率范围分析正方点阵、三角点阵双层超材料板的双环旋转角β、声波入射角θ对隔声量STL的影响。与常见同质量均质双层板比较,这种新型双层超材料板具有频率低、结构简单、体积小等优点,在减振降噪工程领域有着广阔应用前景。 展开更多
关键词 声学 双层超材料板 弯曲波 低频带隙 点阵类型 隔声特性
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镍基单晶高温合金定向粗化行为及高温蠕变力学性能研究进展 被引量：8
2
作者 吴文平 郭雅芳 汪越胜 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期172-186,共15页
镍基单晶高温合金是一种广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的两相叶片材料,由软的γ基体相和均匀镶嵌在其中的立方状γ′沉淀强化相组成.它有个显著的特征,即在高温施加应力条件下,γ′沉淀相会发生定向粗化,形成筏状.这种筏化行为直... 镍基单晶高温合金是一种广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的两相叶片材料,由软的γ基体相和均匀镶嵌在其中的立方状γ′沉淀强化相组成.它有个显著的特征,即在高温施加应力条件下,γ′沉淀相会发生定向粗化,形成筏状.这种筏化行为直接影响了合金的蠕变疲劳寿命,是镍基单晶高温合金强化机制研究的重点.此外,镍基单晶高温合金无晶界,不存在高温晶界弱化、纵向晶界裂纹等问题.因此,γ/γ′相界面的位错运动、微观结构以及在载荷和温度作用下的演化决定了其蠕变力学性能.本文从镍基单晶高温合金的微观强化机制出发对定向粗化行为及蠕变力学性能进行了综述.重点介绍了定向粗化行为发生的微观机理、驱动力、影响因素和蠕变过程中界面微结构演化、蠕变力学模型以及定向粗化对高温蠕变力学性能的影响,指出了高温蠕变力学性能研究的发展方向和仍待解决的问题. 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 定向粗化(筏化) 蠕变 位错 微结构
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形状记忆聚合物热力学本构模型研究进展 被引量：6
3
作者 李郑发 王正道 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期171-174,共4页
形状记忆聚合物是一种新型的智能材料,与记忆合金相比它具有密度低、高恢复率、易生产和低成本等优点。由于这些特性,它广泛应用于医疗和航天等领域,其理论研究逐渐得到人们的重视。形状记忆聚合物主要通过热致变形来实现形状记忆和恢... 形状记忆聚合物是一种新型的智能材料,与记忆合金相比它具有密度低、高恢复率、易生产和低成本等优点。由于这些特性,它广泛应用于医疗和航天等领域,其理论研究逐渐得到人们的重视。形状记忆聚合物主要通过热致变形来实现形状记忆和恢复效应,因此热力学本构模型是其材料的形状记忆和恢复功能的关键因素。文中介绍了形状记忆聚合物热力学本构模型的一些理论研究成果,并对其中存在的一些问题作了简要地讨论。 展开更多
关键词 形状记忆聚合物 热力学 本构模型
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双层超材料板的弯曲波超低频带隙特性研究 被引量：1
4
作者 肖伟民 李禹昕 +5 位作者 户文成 李贤徽 聂京凯 石磊 张潇 赵寰宇 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期2146-2152,共7页
针对局域共振型双层超材料板,利用有限元法研究了几何参数与材料组分参数对弯曲波带隙的影响。通过优化计算得到较合理的参数,进而设计了附加钢质量块的ABSPMMA材料双层板,结果表明其在亚波长尺寸可以打开超低频54-65 Hz弯曲波带隙。将... 针对局域共振型双层超材料板,利用有限元法研究了几何参数与材料组分参数对弯曲波带隙的影响。通过优化计算得到较合理的参数,进而设计了附加钢质量块的ABSPMMA材料双层板,结果表明其在亚波长尺寸可以打开超低频54-65 Hz弯曲波带隙。将该超材料板建立等效弹簧质量系统,求解等效动态质量的负密度频率段与弯曲波带隙宽度很好地一致,并进一步阐述带隙产生机理。考虑板的隔声性能,分析了不同声波入射角对传声损失的影响,在带隙频率范围内的57 Hz点传声损失(STL)幅值均能取得最大值,这表明超低频带隙能够起到良好减振降噪效果,由此显示这种新型双层超材料板在工程领域具有广泛的应用。 展开更多
关键词 双层超材料板 局域共振 超低频带隙 隔声性能
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失谐周期结构中振动局部化问题的研究进展 被引量：30
5
作者 李凤明 汪越胜 +1 位作者 黄文虎 胡超 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期498-512,共15页
周期结构在工程中有很多应用实例，其具有频率通带和禁带等特殊力学性质。失谐可使周期结构的力学特性产生本质变化，即失谐周期结构中存在振动局部化现象。局部化破坏了周期结构模态的规则性，在外激励下会使结构某些部位的响应幅值过... 周期结构在工程中有很多应用实例，其具有频率通带和禁带等特殊力学性质。失谐可使周期结构的力学特性产生本质变化，即失谐周期结构中存在振动局部化现象。局部化破坏了周期结构模态的规则性，在外激励下会使结构某些部位的响应幅值过大，产生能量积聚，甚至导致结构发生疲劳破坏。因此分析失谐周期结构中振动和能量的传播方式与规律具有重要的理论与实际意义，可以为重要子结构的振动控制和减振设计提供理论依据。针对一维直线型周期结构、循环周期结构以及二维周期结构等，综述了其中的振动局部化问题的研究现状，主要集中于力学模型的建立、振动局部化问题的研究内容、分析方法和主要研究结果等，并提出了值得进一步研究的问题。 展开更多
关键词 周期结构 失谐 振动 波 局部化
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45#车轴钢疲劳性能试验研究 被引量：17
6
作者 黄国 黄海明 +1 位作者 王超 李玮洁 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期71-76,共6页
通过非金属夹杂物检验和室温拉伸试验,在确保材料的冶金质量和力学性能符合标准要求的基础上,进行旋转弯曲疲劳试验和断口分析,对45#车轴钢的疲劳性能进行研究。结果表明:与光滑试件相比,带有深度为0.75mm缺口的试件,其疲劳极限应力降低... 通过非金属夹杂物检验和室温拉伸试验,在确保材料的冶金质量和力学性能符合标准要求的基础上,进行旋转弯曲疲劳试验和断口分析,对45#车轴钢的疲劳性能进行研究。结果表明:与光滑试件相比,带有深度为0.75mm缺口的试件,其疲劳极限应力降低44%,其S—N曲线左段部分的斜率更大;其缺口敏感系数为0.79;表面应力集中是导致光滑试件萌生疲劳裂纹的原因;在有缺口的试件断口截面上存在多个疲劳源区,裂纹萌生在缺口的前缘,而且主要是由于缺口处应力集中所致;较大尺寸的非金属夹杂物也是导致车轴钢可能产生疲劳裂纹的启裂源。 展开更多
关键词 车轴钢 性能试验 疲劳极限 S—N曲线 断口分析
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材料力学性能退化的超声无损检测与评价 被引量：69
7
作者 税国双 汪越胜 曲建民 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期52-68,共17页
材料性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为,从而引起超声波传播的非线性,即高频谐波的产生.基于此,材料和结构的超声无损检测与主人技术发展成起来.首先介绍固体介质内的非线性超声波动方程的基础,并综述了利用超声波传播的... 材料性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为,从而引起超声波传播的非线性,即高频谐波的产生.基于此,材料和结构的超声无损检测与主人技术发展成起来.首先介绍固体介质内的非线性超声波动方程的基础,并综述了利用超声波传播的非线性特性对结构材料和粘结面的力学性能退化进行无损检测与评价的研究进展.之后对材料在疲劳、拉伸以及蠕变载荷作用下,其力学性能退化进行超声无损检测与评价的试验研究进行了介绍;综述了超声波传播非线性的机理研究,以及利用超声波对粘结面的粘结强度及其力学性能退化评估所开展的研究.最后指出了今后该领域需要进一步研究的问题. 展开更多
关键词 波传播 材料力学性能 材料非线性 退化 超声波 波动方程 固体 粘结面 粘结强度 基础
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碾压混凝土层面抗剪强度的细观数值研究 被引量：7
8
作者 彭一江 黎保琨 屈彦玲 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2004年第3期84-87,共4页
碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较... 碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较为吻合。同时对直剪试验尺寸效应进行研究 ,并给出提高层面抗剪能力的措施。 展开更多
关键词 抗剪强度 碾压混凝土层面 RCC 砂浆层面 混凝土重力坝 骨料
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类正方阿基米德格子声子晶体带隙稳定性实验研究 被引量：3
9
作者 赵寰宇 何存富 +1 位作者 吴斌 李凤莲 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期891-895,共5页
基于平面波展开法和超声浸水透射技术,理论和实验研究了二维(32.4.3.4)格子钢/水声子晶体带隙性质。与正方晶格钢/水声子晶体相比,类正方(32.4.3.4)格子能够打开高频带隙,并进一步讨论了第一布里渊区Γ-X、Γ-M方向层厚和方向带隙稳定... 基于平面波展开法和超声浸水透射技术,理论和实验研究了二维(32.4.3.4)格子钢/水声子晶体带隙性质。与正方晶格钢/水声子晶体相比,类正方(32.4.3.4)格子能够打开高频带隙,并进一步讨论了第一布里渊区Γ-X、Γ-M方向层厚和方向带隙稳定性关系,这为设计有限尺寸隔声材料提供依据。结果表明:带隙的频率范围和理论计算很好吻合。 展开更多
关键词 (32 4 3 4)格子 实验研究 带隙稳定性 声子晶体
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基于晶格效应的光子晶体带隙特性研究 被引量：3
10
作者 骆岩红 赵寰宇 李公平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期37-45,共9页
对10种类型阿基米德晶格按不同晶格点阵进行分类,利用平面波展开法数值计算了光子晶体的能带结构,讨论归一化半径对其带隙的影响,比较了低频带隙相对宽度值.计算结果表明:单胞含多个"原子"的类正方晶格和类三角晶格光子晶体... 对10种类型阿基米德晶格按不同晶格点阵进行分类,利用平面波展开法数值计算了光子晶体的能带结构,讨论归一化半径对其带隙的影响,比较了低频带隙相对宽度值.计算结果表明:单胞含多个"原子"的类正方晶格和类三角晶格光子晶体均存在TM模各向同性带隙和低频带隙,还容易产生TE模和TM模的完全带隙,进一步分析发现(32.4.3.4)晶格和(3.6.3.6)晶格打开TM模的低频第1带隙下边界值为最小;选择合适归一化半径分别为0.2和0.26,类正方晶格和类三角晶格光子晶体都能够得到较宽TM模低频带隙的最大值,(32.4.3.4)晶格和(3.6.3.6)晶格获得低频带隙为最宽.典型复式晶格空气环/硅光子晶体能够获得较宽的完全带隙.研究结果为设计新型光学器件提供了理论依据. 展开更多
关键词 光子晶体 类正方晶格 类三角晶格 带隙 归一化半径 平面波展开法
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SMA增强复合材料力学特性的细观力学模型 被引量：5
11
作者 朱玉萍 兑关锁 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期156-160,共5页
基于细观力学的理论,将SMA增强复合材料视为三相等效系统进行分析,即基体相、奥氏体相和马氏体相;求解了SMA增强复合材料的有效热膨胀系数和有效相变应变系数的一般表达式,该表达式适用于各种形状的纤维增强复合材料。在整个相变和逆相... 基于细观力学的理论,将SMA增强复合材料视为三相等效系统进行分析,即基体相、奥氏体相和马氏体相;求解了SMA增强复合材料的有效热膨胀系数和有效相变应变系数的一般表达式,该表达式适用于各种形状的纤维增强复合材料。在整个相变和逆相变过程中,奥氏体相和马氏体相都表现为弹性特性,避免了传统方法的强非线性问题。该模型计算过程简单,同时还考虑了奥氏体、马氏体和基体间的相互作用,理论分析更接近实际。并分析了纤维的含量、形状和尺寸等因素对宏观模量的影响,通过比较可知,所得结果可靠,为SMA增强复合材料的设计和使用提供理论依据。 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料 热膨胀系数 相变应变系数 细观力学
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复式晶格声子晶体的多带隙实验研究 被引量：4
12
作者 赵寰宇 严珠妹 +1 位作者 盖晓玲 刘兵飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期129-133,共5页
由于人工声子晶体具有天然材料所不具备的异常物理性质,它能够调控弹性波或声波的传输。考虑复式晶格可以降低晶体结构的对称性,容易打开完全带隙,进而抑制波的传播。设计了单胞含6个"原子"的(3.4.6.4)晶格钢/水声子晶体,结... 由于人工声子晶体具有天然材料所不具备的异常物理性质,它能够调控弹性波或声波的传输。考虑复式晶格可以降低晶体结构的对称性,容易打开完全带隙,进而抑制波的传播。设计了单胞含6个"原子"的(3.4.6.4)晶格钢/水声子晶体,结合超声浸水透射技术,测试了第一布里渊区Γ-K和Γ-M方向带隙性质。结果表明:实验得到的宽频段8个完全带隙频率范围和有限元法计算值可以很好地吻合。还详细分析了完全带隙边界频率点本征模态和声波局域效应,这对于设计多带隙隔声材料具有重要参考意义。 展开更多
关键词 声子晶体 复式晶格 多带隙 实验研究
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（32.4.3.4）晶格声子晶体的多点缺陷试验研究 被引量：3
13
作者 赵寰宇 汪越胜 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期14-19,共6页
由于复式晶格能够降低结构对称性,使晶体比较容易打开多个完全带隙。设计有限尺寸新型多点缺陷形式的复式晶格声子晶体,可以形成宽频段声波的局域态和波导。通过试验研究二维(32.4.3.4)晶格钢/水声子晶体的Zigzag型多点缺陷性质,结合超... 由于复式晶格能够降低结构对称性,使晶体比较容易打开多个完全带隙。设计有限尺寸新型多点缺陷形式的复式晶格声子晶体,可以形成宽频段声波的局域态和波导。通过试验研究二维(32.4.3.4)晶格钢/水声子晶体的Zigzag型多点缺陷性质,结合超胞技术,并利用有限元法数值计算该声子晶体缺陷体系的能带结构、本征模态和透射谱。结果表明:数值计算和试验结果符合较好。对Zigzag型多点缺陷分析可知,其数量和形式决定高频(或低频)带隙内声波局域效应、本征模态和波导特性。因此研究复式晶格声子晶体缺陷性质,丰富了调控声波传播的手段,为设计新型声波器件提供了重要的思路。 展开更多
关键词 声子晶体 Zigzag型多点缺陷 (32.4.3.4)晶格 能带结构 透射谱
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激光烧蚀机理研究进展 被引量：14
14
作者 孙岳 黄海明 高锁文 《失效分析与预防》 2008年第2期58-63,共6页
激光技术在当今世界正扮演着越来越重要的角色。本文回顾了在众多研究领域对激光烧蚀现象的研究成果,概述了激光武器的原理和特点,并对研究激光烧蚀机理的各种实验方法、理论模型及数值模拟进行了评论与总结。简述了目前在激光烧蚀机理... 激光技术在当今世界正扮演着越来越重要的角色。本文回顾了在众多研究领域对激光烧蚀现象的研究成果,概述了激光武器的原理和特点,并对研究激光烧蚀机理的各种实验方法、理论模型及数值模拟进行了评论与总结。简述了目前在激光烧蚀机理研究中存在的问题及其发展前景。指出目前实验限于结果的规律性总结,要加强对烧蚀机理及其本质的深入探讨;针对不同烧蚀问题所建立的理论模型各不相同,需要提高理论模型的通用性;数值模拟所基于的理论陈旧,对有限元模拟时的边界条件处理不理想。此外,激光烧蚀也是激光推进中的障碍,利用学科交叉有望得到解决。 展开更多
关键词 激光烧蚀 激光武器 激光推进 烧蚀机理
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铁磁形状记忆合金本构关系的研究进展 被引量：1
15
作者 朱玉萍 兑关锁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期73-75,共3页
主要分析了现有的关于铁磁形状记忆合金的本构关系,从它们所包含力学特点和基本理论出发进行了分类介绍,指出了存在的问题,最后对本构模型的进一步改进提出了修改意见。
关键词 铁磁形状记忆合金 本构关系 分类
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剥蚀机理研究进展 被引量：1
16
作者 徐晓亮 黄海明 《失效分析与预防》 2007年第3期59-63,共5页
本文回顾了众多研究领域剥蚀现象的研究成果,并对其实验方法与各种模型进行了评论与总结。虽然准确的剥蚀原理仍不明确,但可将其归为三种模型(点蚀、层状和块状剥蚀)。研究大致分两步进行:首先是建立极端条件下产生剥蚀的评判准则,其次... 本文回顾了众多研究领域剥蚀现象的研究成果,并对其实验方法与各种模型进行了评论与总结。虽然准确的剥蚀原理仍不明确,但可将其归为三种模型(点蚀、层状和块状剥蚀)。研究大致分两步进行:首先是建立极端条件下产生剥蚀的评判准则,其次是对燃烧颗粒的非线性动力特性进行探索并对粒子轨迹进行数值模拟,通过重构相空间来计算最大Lya-punov指数和分形维等相关特征指数,从而判断系统是否存在混沌吸引子。 展开更多
关键词 耗散系统 混沌 二相流 机械剥蚀
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类三角晶格固/固型声子晶体的带隙特性研究
17
作者 赵寰宇 曹学勤 +1 位作者 宋卫宾 许子龙 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期9001-9006,共6页
首先划分7种类三角晶格声子晶体按三角点阵排列,然后利用平面波展开法计算了类三角晶格钢/环氧声子晶体的反平面模态能带结构,讨论了带隙各向同性和归一化半径对低频带隙的影响。结果表明,类三角晶格钢/环氧声子晶体可以打开不同频率段... 首先划分7种类三角晶格声子晶体按三角点阵排列,然后利用平面波展开法计算了类三角晶格钢/环氧声子晶体的反平面模态能带结构,讨论了带隙各向同性和归一化半径对低频带隙的影响。结果表明,类三角晶格钢/环氧声子晶体可以打开不同频率段较宽带隙;选取归一化半径分别为0.34和0.38,使低频带隙得到最大值。这些带隙特征为设计新型减振材料提供了理论依据。 展开更多
关键词 声子晶体 类三角晶格 带隙 归一化半径
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复式(4.8~2)晶格声子晶体的低频完全带隙实验研究
18
作者 赵寰宇 高晓霞 +1 位作者 刘飞 李凤莲 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期777-782,共6页
为了设计新型低频降噪材料,基于复式晶格可以降低晶体结对称性与打开低频带隙的特征,以单胞含4个"原子"的复式(4.8~2)晶格钢/水声子晶体为研究对象,通过实验测试了第一布里渊区ΓX和ΓM方向带隙的性质,并进一步分析了完全带... 为了设计新型低频降噪材料,基于复式晶格可以降低晶体结对称性与打开低频带隙的特征,以单胞含4个"原子"的复式(4.8~2)晶格钢/水声子晶体为研究对象,通过实验测试了第一布里渊区ΓX和ΓM方向带隙的性质,并进一步分析了完全带隙边界点的本征模态特点,阐述了其声波能量分布规律.实验结果表明:低频的2个完全带隙频率范围与有限元法计算值较为一致. 展开更多
关键词 声子晶体 (4.8^2)晶格 带隙 有限元法
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含旋转对称性孔的二维声子晶体带隙特性研究 被引量：4
19
作者 严珠妹 赵寰宇 汪越胜 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2443-2449,共7页
利用有限元法计算了旋转对称性孔体系声子晶体的能带结构,分析了希腊十字和旋转玫瑰孔的几何参数对它们的带隙影响,结合带隙边界的振动模态,阐述了带隙的产生机理。结果表明:希腊十字孔和旋转玫瑰孔体系声子晶体容易打开多个较宽频率带... 利用有限元法计算了旋转对称性孔体系声子晶体的能带结构,分析了希腊十字和旋转玫瑰孔的几何参数对它们的带隙影响,结合带隙边界的振动模态,阐述了带隙的产生机理。结果表明:希腊十字孔和旋转玫瑰孔体系声子晶体容易打开多个较宽频率带隙;该类型结构谐振单元能够很好局域弹性波,带隙边界振动模态呈现为旋转模态,有利于打开带隙。这些研究结果可能为设计多孔轻质减振复合材料具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 旋转对称性孔 声子晶体 带隙 振动模态
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二维声子晶体带隙影响因素研究 被引量：3
20
作者 徐伟 《科学技术与工程》 2008年第5期1302-1305,共4页
通过平面波展开法研究二维声子晶体能带结构的特性,并比较了六角与四方排列声子晶体中,不同填充比对禁带宽度的影响。通过数值计算,找到了W-Si体系声子晶体中可以获得最宽禁带的填充比与排列方式。
关键词 声子晶体 平面波展开法 弹性波禁带
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