学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

具有频率禁带的两种周期夹芯板的隔振隔热性能分析

作　者: 施高姗
导　师: 于桂兰
学　校: 北京交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 周期夹芯板禁带隔振等效导热系数保温隔热
分类号: TU551
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 8次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

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。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-19
  1.1 引言  11-12
  1.2 周期复合结构研究现状  12-15
    1.2.1 周期复合结构隔振性能研究现状  12-14
    1.2.2 周期夹芯板热性能研究现状  14-15
  1.3 本文研究内容  15-19
2 基本理论  19-27
  2.1 周期复合结构的能带理论  19-21
    2.1.1 周期复合结构的周期性  19
    2.1.2 弹性波理论  19-20
    2.1.3 周期复合结构的Bloch定理  20-21
    2.1.4 周期复合结构的禁带机理  21
  2.2 热传导问题的基本理论  21-24
  2.3 等效导热系数计算的基本理论  24-27
    2.3.1 最小热阻力法则  24
    2.3.2 等效热阻及等效导热系数  24-27
3 两种周期夹芯板的能带结构分析  27-43
  3.1 聚苯乙烯填充的周期正交肋板夹芯板  27-34
    3.1.1 问题描述  27-29
    3.1.2 能带结构计算结果及分析  29-30
    3.1.3 频率响应分析  30-34
  3.2 聚苯乙烯填充的周期圆管夹芯板  34-39
    3.2.1 问题描述  34
    3.2.2 能带结构计算结果及分析  34-36
    3.2.3 频率响应分析  36-39
  3.3 两种周期夹芯板的比较  39-40
  3.4 总结  40-43
4 两种周期夹芯板板的隔热性能分析  43-59
  4.1 聚苯乙烯填充的周期正交肋板夹芯板  43-51
    4.1.1 问题描述  43
    4.1.2 等效导热系数有限元数值计算  43-46
    4.1.3 等效导热系数理论计算  46-49
    4.1.4 数值计算与理论计算的比较  49-51
  4.2 聚苯乙烯填充周期圆管夹芯板  51-58
    4.2.1 问题描述  51
    4.2.2 等效导热系数有限元数值计算  51-53
    4.2.3 等效导热系数的理论计算  53-56
    4.2.4 数值结果与理论结果的比较  56-58
  4.3 总结  58-59
5 聚苯乙烯填充的周期圆管夹芯板导热系数的测定  59-71
  5.1 实验方案  59-61
  5.2 实验装置与步骤  61-63
  5.3 实验数据处理及分析  63-69
    5.3.1 数据处理及分析  63-68
    5.3.2 误差分析  68-69
  5.4 总结  69-71
6 总结与展望  71-73
  6.1 总结  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-79
附录A  79-81
附录B  81-87
作者简历  87-91
学位论文数据集  91

具有频率禁带的两种周期夹芯板的隔振隔热性能分析

内容摘要

全文目录

相似论文