Abstract The vibration and sound properties of a type of metamaterial sandwich panels are investigated in this paper. The metamaterial sandwich panels consisting of a host sandwich panel and periodically attached resonant units are designed. Both the panels with and without damping are considered. Via the comparison of metamaterial and bare panels, the effects of the periodic design on wave propagation, vibration, sound radiation and sound transmission properties are analysed and compared numerically. The reduction on the vibration and sound is studied. The numerical results indicate that the vibration, sound radiation and sound transmission are significantly reduced over a wide frequency range. The reduction is obviously larger than that obtained only by increasing the mass. In addition, the experiment specimens of bare and metamaterial sandwich panels are designed. The vibration and sound properties of them are tested and compared. According to the experimental results, the reduction is also observed in a wide frequency range. The simulation results and corresponding analysis are verified. Further, the effects of structural parameters of sandwich panels on the reduction of vibration and sound properties from periodic design are investigated. Several typical cases are analysed concretely. The reasons for the reduction and other effects on the vibration and sound properties from periodic design are analysed. For the panels with various parameter settings, a nice reduction of vibration and sound is generated also form periodic design; on the other hand, the reduction characteristics are changed.

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具有周期性连接谐振器的超材料夹心板的振动和声学特性：模拟和实验研究

摘要 本文研究了一种超材料夹芯板的振动和声学特性。设计了由主体夹芯板和周期性连接的谐振单元组成的超材料夹芯板。考虑了有和没有阻尼的面板。通过超材料与裸板的对比，数值分析和比较了周期性设计对波传播、振动、声辐射和传声性能的影响。研究了振动和声音的减少。数值结果表明，在较宽的频率范围内，振动、声辐射和声传播均显着降低。减少明显大于仅通过增加质量获得的减少。此外，设计了裸夹芯板和超材料夹芯板的实验样品。对它们的振动和声音特性进行了测试和比较。根据实验结果，在很宽的频率范围内也观察到了降低。对仿真结果和相应的分析进行了验证。此外，还研究了夹层板的结构参数对周期性设计降低振动和声音特性的影响。具体分析了几个典型案例。分析了周期性设计对振动和声音特性的减少和其他影响的原因。对于各种参数设置的面板，也通过周期性的设计，很好的减少了振动和声音；另一方面，还原特性发生变化。对它们的振动和声音特性进行了测试和比较。根据实验结果，在很宽的频率范围内也观察到了降低。对仿真结果和相应的分析进行了验证。此外，还研究了夹层板的结构参数对周期性设计降低振动和声音特性的影响。具体分析了几个典型案例。分析了周期性设计对振动和声音特性的减少和其他影响的原因。对于各种参数设置的面板，也通过周期性的设计，很好的减少了振动和声音；另一方面，还原特性发生变化。对它们的振动和声音特性进行了测试和比较。根据实验结果，在很宽的频率范围内也观察到了降低。对仿真结果和相应的分析进行了验证。此外，还研究了夹层板的结构参数对周期性设计降低振动和声音特性的影响。具体分析了几个典型案例。分析了周期性设计对振动和声音特性的减少和其他影响的原因。对于各种参数设置的面板，也通过周期性的设计，很好的减少了振动和声音；另一方面，还原特性发生变化。在很宽的频率范围内也观察到了这种减少。对仿真结果和相应的分析进行了验证。此外，还研究了夹层板的结构参数对周期性设计降低振动和声音特性的影响。具体分析了几个典型案例。分析了周期性设计对振动和声音特性的减少和其他影响的原因。对于各种参数设置的面板，也通过周期性的设计，很好的减少了振动和声音；另一方面，还原特性发生变化。在很宽的频率范围内也观察到了这种减少。对仿真结果和相应的分析进行了验证。此外，还研究了夹层板的结构参数对周期性设计降低振动和声音特性的影响。具体分析了几个典型案例。分析了周期性设计对振动和声音特性的减少和其他影响的原因。对于各种参数设置的面板，也通过周期性的设计，很好的减少了振动和声音；另一方面，还原特性发生变化。研究了夹层板的结构参数对周期性设计减少振动和声音特性的影响。具体分析了几个典型案例。分析了周期性设计对振动和声音特性的减少和其他影响的原因。对于各种参数设置的面板，也通过周期性的设计，很好的减少了振动和声音；另一方面，还原特性发生变化。研究了夹层板的结构参数对周期性设计减少振动和声音特性的影响。具体分析了几个典型案例。分析了周期性设计对振动和声音特性的减少和其他影响的原因。对于各种参数设置的面板，也通过周期性的设计，很好的减少了振动和声音；另一方面，还原特性发生变化。