梁结构广泛应用与工程结构中如支撑架,火车铁轨,桥梁等等,在系统中起到了连接,承载等作用,但振动广泛存在在各种机械设备中,时刻影响着设备的性能,严重时会对机械设备产生损害,降低机械设备的使用寿命,更会带来环境噪声污染,对人体健康造成伤害,梁结构作为多数系统的主要构架以及承载结构和连接结构,是传递振动的主要媒介,而梁结构本身也易受振动影响而产生损坏。随着工业技术的发展,对振动控制技术产生了更高的需求。现阶段振动控制技术发展比较完善,但由于工况复杂,振动形式多样,振动控制技术一直存在瓶颈,尤其在低频振动控制方面仍存在一定困难。随着振动技术的发展,梁结构振动控制理念已从治理向设计发展,而近年来凝聚态物理领域的声子晶体理论的兴起,已经为低频振动控制提供了新的技术途径。声子晶体(Phononic Crystals)是由两种或两种以上的材料构成的周期性复合材料或结构。弹性波在声子晶体内传播时,受内部介质周期性的作用可以产生弹性波带隙(band gap)。弹性波在带隙频域内传播,那么弹性波将会受到抑制因而可以利用声子晶体的带隙特性有效抑制带隙频率范围内的振动与噪声传播。而局域共振声子晶体具有“小尺寸控制大波长”的特点,在低频振动控制方面具有广泛的应用前景。但是局域共振声子晶体在低频、宽带、轻质之间还存在一定局限,有待展开深入研究。本文基于声子晶体理论,结合质量放大、超阻尼等理论设计新型局域共振结构,并开展局域共振声子晶体梁(以下简称局域共振梁)的带隙特性研究,解决低频和附加质量大、低频和频带窄等问题。论文主要研究内容包括:1、使用多体动力学进行建模仿真方法,使用多刚体铰接计算,并结合Bloch定理,设计单元无限周期设置,可实现多体动力学结构的带隙计算。2、设计一种质量放大的局域共振结构。针对局域共振声子晶体带隙频率与附加质量之间的约束关系,设计一种质量放大结构,可以在附加质量较小的条件下实现低频带隙。对于两种不同的支撑方法(支撑在地基,支撑在基体梁)进行了分类研究,分析了不同臂长比对于结构带隙特性的影响。并设计相关实验系统,加工实验样件,开展实验验证。3、设计一种超阻尼局域共振结构。针对局域共振声子晶体带隙频率与带隙宽度之间的约束关系,结合超阻尼理论,设计一种具有超阻尼效应的X形局域共振结构,可以实现低频、宽带带隙特性。通过对振子结构的动力学模型进行分析,揭示了其超阻尼效应机理,并通过有限元仿真软件,利用多体动力学物理场分析模块对于超阻尼结构的带隙机理和超阻尼效应进行了相关分析,并揭示结构参数对于结构带隙机理和阻尼特性的影响。总之,本文重点研究局域共振梁的低频、宽带、轻质设计,并开展振动带隙特性分析,达到了低频宽带的减振效果,为梁结构低频减振提供了新的设计思路与技术支持。