一种局域共振型声子晶体制造技术

一种局域共振型声子晶体，包括：金属芯体，金属芯体的外表面交替包覆橡胶层和金属层形成多层复合的声子晶体单元结构体，多层复合的声子晶体单元结构体按二维晶格周期排列在基体中形成二维多禁带局域共振型声子晶体。本申请的二维多禁带局域共振型声子晶体具有多个禁带，扩展了禁带的频率范围，并提高了衰减效果良好的频率范围；具有设计简单、可变性强、经济性好等优点；其具有多个衰减效果良好的禁带频率范围，可以为工程中低频振动噪声控制提供良好的衰减效果，运用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
一种局域共振型声子晶体
本技术涉及声子晶体
，具体涉及具有低频带隙的局域共振型声子晶体的结构设计。
技术介绍
目前，局域共振型声子晶体多采用金属芯体1包覆一层软橡胶层2周期排列在树脂基中的单包覆层设计，结构图如图1所示。该类设计的局域共振声子晶体只有较明显的一条禁带，且禁带的频率范围较窄。当弹性波通过此类设计的局域共振声子晶体时，一般只在禁带起始频率位置衰减效果较好，在禁带其他频率范围衰减效果较弱。单层的局域共振声子晶体单一禁带和较弱的衰减效果难以满足工程中减振降噪的需求。
技术实现思路
本申请提供一种局域共振型声子晶体，包括金属芯体，金属芯体的外表面交替包覆橡胶层和金属层形成多层复合的声子晶体单元结构体，多层复合的声子晶体单元结构体按二维晶格周期排列在基体中形成二维多禁带局域共振型声子晶体。一种实施例中，多层复合的声子晶体单元结构体中的橡胶层的层数为2-6。一种实施例中，多层复合的声子晶体单元结构体的最外层为橡胶层。一种实施例中，橡胶层的层数为6。一种实施例中，橡胶层的材质为硅橡胶。一种实施例中，金属层和金属芯体的材质相同。一种实施例中，金属层和金属芯体的材质均为钨。一种实施例中，二维晶格的排列形式为正方形、长方形或六边形。一种实施例中，金属芯体为圆柱体。依据上述实施例的局域共振型声子晶体，通过多层结构设计实现更多的局域共振模式，从而实现多禁带，在每一个禁带的起始频率附近，衰减效果均较好，实现了多频段的高衰减效果。进一步，本申请的局域共振型声子晶体的禁带受金属芯体、包覆层、二维晶格常数的尺寸影响，通过调节相关结构尺寸的大小可以实现满足特定频率的要求。进一步，本申请的二维多禁带局域共振型声子晶体具有多个禁带，扩展了禁带的频率范围，并提高了衰减效果良好的频率范围；具有设计简单、可变性强、经济性好等优点；其具有多个衰减效果良好的禁带频率范围，可以为工程中低频振动噪声控制提供良好的衰减效果，运用范围较广。附图说明图1为一般单层局域共振型声子晶体单元结构图；图2为本专利技术6层橡胶层的局域共振型声子晶体单元结构图；图3为本专利技术6层橡胶层的局域共振型声子晶体结构图；图4为一般单层局域共振型声子晶体能带结构图；图5为本专利技术6层橡胶层的局域共振型声子晶体能带结构图；图6为一般单层局域共振型声子晶体频率响应图；图7为本专利技术6层橡胶层的局域共振型声子晶体频率响应图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。本例提供一种局域共振型声子晶体，其结构图如图2所示，包括金属芯体1，金属芯体1的外表面交替包覆橡胶层2和金属层3形成多层复合的声子晶体单元结构体4，具体的，金属芯体1的外表面包覆橡胶层2，橡胶层2外表面包覆金属层3，如此循环，多层复合的声子晶体单元结构体4的最外层变橡胶层2，直至橡胶层2的层数达到预设数量，如，橡胶层2的层数可设计为2-6层，优选的，橡胶层2的层数为6层，声子晶体单元结构体4通过多层设计可以实现局域共振模式，实现多禁带。本例中，橡胶层2的材质为硅橡胶，金属层3和金属芯体1的材质相同，二者均为金属钨，另外，本例的金属芯体1为圆柱体，进一步，多层复合的声子晶体单元结构体4为复合圆柱结构。多层复合的声子晶体单元结构体4按二维晶格周期排列在基体中形成二维多禁带局域共振型声子晶体，二维晶格的排列形式优选为正方形，形成的正方形的二维多禁带局域共振型声子晶体如图3所示，在其他实施例中，也可以是长方形或六边形，如图4所示，橡胶层2为1层的声子晶体单元结构体4正方形排列的声子晶体的能带结构中只有一个明显的禁带；如图5所示，橡胶层为6层的声子晶体单元结构体4正方形排列的声子晶体的能带结构中有6个明显的禁带。具体的，将橡胶层2为1层的声子晶体单元结构体4和橡胶层为6层的声子晶体单元结构体4分别按正方形周期排列形成5×5单元周期结构，其中，橡胶层2为1层的声子晶体单元结构体4的5×5单元周期结构的频率响应图如图6所示，橡胶层2为6层的声子晶体单元结构体4的5×5单元周期结构的频率响应图如图7所示，由图6得知：在禁带的起如频率，衰减效果很好，随后，衰减效果迅速降低；由图7得知：在6个禁带中，每一个禁带的起始频率处衰减效果都很好，因此，多禁带的局域共振型声子晶体设计增加了衰减效果好的频率范围。另外，本例的二维多禁带局域共振型声子晶体的禁带频率受金属芯体、包覆层、二维晶格常数的尺寸影响，通过调节相关结构尺寸的大小可以实现满足特定频率要求的二维局域共振型声子晶体，设计新颖，可变性强，与一般的只有单个禁带的局域共振声子晶体相比有多个禁带，扩展了禁带的频率范围，增加了振动衰减效果良好的频率段，其具有多个衰减效果良好的禁带频率范围，可以为工程中低频振动噪声控制提供良好的衰减效果，运用范围较广。以上应用了具体个例对本技术进行阐述，只是用于帮助理解本技术，并不用以限制本技术。对于本技术所属
的技术人员，依据本技术的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种局域共振型声子晶体，其特征在于，包括：金属芯体，所述金属芯体的外表面交替包覆橡胶层和金属层形成多层复合的声子晶体单元结构体，所述多层复合的声子晶体单元结构体按二维晶格周期排列在基体中形成二维多禁带局域共振型声子晶体。

【技术特征摘要】
1.一种局域共振型声子晶体，其特征在于，包括：金属芯体，所述金属芯体的外表面交替包覆橡胶层和金属层形成多层复合的声子晶体单元结构体，所述多层复合的声子晶体单元结构体按二维晶格周期排列在基体中形成二维多禁带局域共振型声子晶体。2.如权利要求1所述的局域共振型声子晶体，其特征在于，所述多层复合的声子晶体单元结构体中的橡胶层的层数为2-6。3.如权利要求2所述的局域共振型声子晶体，其特征在于，所述多层复合的声子晶体单元结构体的最外层为橡胶层。4.如权利要求3所述的局域共振型声...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小玲，王珑祺，徐艳龙，吕亮亮，曹争利，彭福军，张良俊，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31