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作者：李小双;蒋帅;郭振坤;
单位：北京建筑大学机电与车辆工程学院;
摘要：管道系统广泛应用于工业领域，为有效控制管道中的振动，本文设计了一种安装单自由度谐振器的周期管道结构，研究了弯曲波的传播特性。采用传递矩阵法结合Bloch定理推导出传输常数和频率之间的色散关系，并通过有限元仿真验证了能带结果。结果表明，在0～250 Hz存在3个禁带和3个通带，其中第一通带频率范围非常窄，而第二和第三通带频率范围较宽。为了分析管道参数对振动传递特性的影响，采用控制变量法分别对单胞长度、管厚和内径尺寸等进行了参数分析。结果表明，单胞长度的增加会缩小带隙宽度，而管厚和内径尺寸的增加则会扩大带隙宽度。最后，为实现对通带宽度的控制，引入单自由度谐振器，对特定通带进行有效控制，并通过有限元分析确定谐振器的最佳安装位置。结果表明，谐振器对通带宽度具有显著的缩减效果。研究结果为管道结构振动控制提供了理论支持，并可应用于低频振动隔离设计中。
关键词：声学超材料;;周期管道系统;;弯曲波;;带隙;;谐振器;;传递矩阵法;;振动传递率
基金资助：国家自然科学基金(12102031,12472004)
