[發(fā)明專利]一種低頻寬帶壓電聲學超材料布局結構及布局方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011291949.3
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112530395B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳圣兵;賀旭照;張浩;宋玉寶;武龍
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心
• 主分類號: G10K11/162
• 分類號: G10K11/162;G10K9/122
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種低頻寬帶壓電聲學超材料布局結構，其特征在于，包括若干元胞，該壓電聲學超材料通過元胞在二維平面內n×n周期性陣列得到，所述元胞為正方形結構，每個元胞包括壓電片(1)和基體板(2)，所有元胞的基體板(2)共同構成外部基體板(2)，壓電片(1)為四角星型，壓電片(1)的四個角被矩形截斷；基體板(2)正反兩面分別設有兩個壓電片(1)，所述的兩個壓電片(1)并聯(lián)后與分流電感電路電性連接，所述兩個壓電片（1）都是厚度方向極化，且極化方向相同；相鄰元胞間的壓電片(1)不接觸。

2.根據(jù)權利要求1所述的低頻寬帶壓電聲學超材料布局結構，其特征在于，所述壓電片(1)材料為壓電陶瓷材料。

3.根據(jù)權利要求1所述的低頻寬帶壓電聲學超材料布局結構，其特征在于，所述壓電片(1)厚度τ為0.1～1mm，壓電片(1)距離所在元胞邊界距離γ為0～0.5mm。

4.一種低頻寬帶壓電聲學超材料布局結構的設計方法，基于權利要求1至3所述的低頻寬帶壓電聲學超材料布局結構，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據(jù)外部工程需要，確定基體板(2)的厚度h；根據(jù)基體板(2)的尺寸和材料，確定壓電片(1)厚度τ；每個元胞設為正方形，根據(jù)外部基體板(2)尺寸確定元胞的邊長a；根據(jù)附加質量約束，確定壓電片(1)面積填充比λ；根據(jù)相鄰壓電片(1)電極的絕緣性要求，確定壓電片(1)距離所在元胞邊界距離γ；

S2：根據(jù)目標帶隙位置確定分流電感L，確定方法為：

S3：壓電片(1)的角與水平線夾角為θ，根據(jù)壓電片(1)面積填充比λ確定θ：

S4：壓電片(1)包括位于中部的正方形和以正方形為底邊的四個相同梯形，壓電片(1)的梯形上底邊長為δ，梯形的下底邊長為ξ，梯形的高為η；計算方法如下：