CN110566619A - 一种粒子阻尼声子晶体结构及其等效理论模型构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种粒子阻尼声子晶体结构及其等效理论模型构建方法，涉及航天、建筑的减振降噪处理技术领域。其中，这种结构至少包括一层阻尼结构，阻尼结构包括基体层和阻尼器；若干阻尼器固定设置在基体层上并呈有序排列；阻尼器包括外壳和填充在外壳内腔的阻尼颗粒；其中一层阻尼结构当中的基体层远离阻尼器的一面与另一层阻尼结构当中的阻尼器未固定在基体层的一侧连接，该结构具有良好的减振效果。本发明还提供了一种基于上述的粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，该方法可为在振动领域的运用粒子阻尼技术的研究提供了新的研究范式。
Description
技术领域
本发明涉及航天、建筑的减振降噪处理技术领域，具体而言，涉及一种粒子阻尼声子晶体结构及其等效理论模型构建方法。
背景技术
粒子阻尼技术是由填充在振动结构空腔(或附加空腔)中的粒子提供阻尼的技术，在结构发生振动时，由于振动的粒子容器与内部粒子之间的运动耦合与能量转移，导致粒子单元体之间以及粒子单元体与振动容器之间产生碰撞、摩擦、辐射噪声等，从而耗散振动主结构的能量。这种粒子阻尼技术可以运用在航天设备以及建筑设备的减振降噪处理上。
尽管粒子阻尼减振的机理本质尚无确切的定论，但利用粒子单元之间能耗原理减少弹性体振动则成为减振降噪研究的热点，众多学者开展了大量的研究，如：齿轮减振，重型压缩机机组粒子阻尼双层浮阀减振。目前，粒子阻尼减振和能耗特性，则主要通过实验验证与理论分析获得，在理论分析方面，则主要有等效恢复系数分析方法、等效粘滞阻尼分析方法，基于离散元的理论能耗分析方法、离散元-有限元耦合分析方法等，然而，一般结构振动是弹性波在介质中随时间的振动能量的传播，本质上也是应力波的传播，上述理论方法则主要分析了粒子集合体在受迫振动时的碰撞能耗、摩擦能耗、粒子单元体运动规律、粒子体对阻尼器壁的随机及平均碰撞力等，虽然通过实验验证了理论的分析的可行性，但并未对物体振动时弹性波在粒子集合中的传播特性、波转换、力链特性等进行分析为改善实际工程结构如：船舶车辆、轨道交通工具、建筑桥梁、航空航天设备、高端装备等以几何空间排列的周期性结构受迫振动时疲劳强度、改善结构动力学特性。研究弹性波传递特性和调控机理，实现对其周期性结构振动控制，众多学者提出依据声子晶体带隙理论设计特定的人工周期性结构，如声子晶体车辆隔声板结构、局域共振双基体板结构、二维梯度声子晶体板结构，声子晶体板空心圆柱-杆结构、双面声子晶体板、局域共振周期性板梁结构等方法，然而其实际设计结构却较难进行工程应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供了一种粒子阻尼声子晶体结构，可改善设备运行时产生的振动问题。
本发明的的另一目的是提供了一种基于粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，用于提供一种对所设计的粒子阻尼声子晶体结构的离散体-连续体等效理论分析方法，具备极高工程和理论应用价值。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种粒子阻尼声子晶体结构，至少包括一层阻尼结构，所述阻尼结构包括基体层和阻尼器；若干所述阻尼器固定设置在所述基体层上并呈有序排列；所述阻尼器包括外壳和填充在所述外壳内腔的阻尼颗粒；其中一层阻尼结构当中的基体层远离阻尼器的一面与另一层阻尼结构当中的阻尼器未固定在基体层的一侧连接。
作为进一步优化，所述阻尼器的所述阻尼颗粒填充率为10％-100％。
作为进一步优化，所述阻尼颗粒的密度为1.2g/cm3～18.3g/cm3、最长径为0.1mm～12mm、表面摩擦因子为0.02～0.99、表面恢复系数为0.1～1。
作为进一步优化，所述阻尼器为圆柱形。
作为进一步优化，若干所述阻尼器与所述基体层的接触面积和所述基体层与所述阻尼器的连接面面积之比满足以下关系：
其中，D为所述阻尼器的外径，a为两个相邻阻尼器圆心之间的距离；f为所述接触面积与所述连接面面积之比。
作为进一步优化，所述阻尼颗粒的材料为钢材、玻璃或陶瓷。
作为进一步优化，所述基体层的材料为钢材、铝材、碳纤维材料或者玻璃。
作为进一步优化，所述外壳的材料为钢材或者铝材。
本发明还提供了一种基于上述的粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，用于获取所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数，包括以下步骤：
获取所述粒子阻尼声子晶体结构的物理特征；其中，所述物理特征至少包括阻尼颗粒整体质量、外壳的容积、阻尼颗粒材料的杨氏模量、阻尼颗粒材料的泊松比、阻尼颗粒的球体半径、阻尼颗粒的质量以及阻尼颗粒之间的重叠量；
基于所述物理特征和振动频率，构建所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数；其中，所述等效物理特征参数至少包括等效弹性模量、等效动态密度、等效动态泊松比以及动态瑞利阻尼；
基于所述等效物理特征参数，通过Fourier变换计算获得所述粒子阻尼声子晶体结构的理论传递损失值。
作为进一步优化，基于所述物理特征和振动频率，构建所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数包括以下步骤：
所述等效动弹性模量Ed(f)与振动频率f满足关系为：
式(1)中，为多项式系数，为常数；
所述等效动态密度满足如下关系：
式(2)中，ρd为等效动态密度，ρsta为静态质量密度，mto为所述阻尼颗粒整体质量，V为所述外壳的容积；
所述动态瑞利阻尼C(f)与振动频率的关系满足如下关系：
Cd(f)＝α(f)[M]+β(f)[K] (3)
式(3)中α，β为与振动频率相关的函数，刚度矩阵[K]，质量矩阵[M]；
其中，
α(f)＝ξ1f6+ξ2f5+ξ3f4+ξ4f3+ξ5f2+ξ6f+ξ (4)
式(4)和式(5)中ξ1，ξ2，ξ3，ξ4，ξ5，ξ6为多项式系数；ξ，ζ为常数；
所述等效动态泊松比ν在一定的外界压力静态平衡状态下满足如下关系：
式(6)中，λ＝kc-t/kn-e，kc-t为所述阻尼颗粒单元切向刚度，kn-e为所述阻尼颗粒单元法向刚度；
其中，
式(7)中，E为所述阻尼颗粒材料的杨氏模量，νp为所述阻尼颗粒材料的泊松比，R为所述阻尼颗粒的球体半径，m为所述阻尼颗粒的质量；
式(8)中，δ为所述阻尼颗粒之间重叠量，A为耗散系数取值约0.7071。
通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
本发明提供的一种粒子阻尼声子晶体结构，其阻尼器呈现有序排列在基体层上，使粒子阻尼声子晶体结构具有周期性和阵列式的特点，在设备发生振动时，能更有效地将能量传递给阻尼器中的阻尼颗粒，使阻尼颗粒与外壳、阻尼颗粒之间发生运动耦合与能量转移，从而起到减振效果。
本发明还提供的一种基于粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，其通过获取粒子阻尼声子晶体结构的等效弹性模量、等效动态阻尼比系数、等效动态密度、等效动态泊松比等等效物理特性参数，而后再通过这些等效物理特性参数最终计算得到的理论传递损失值。经测量，本发明得到的理论传递损失值与实际测量的传递损失值具有较高的一致性，证明了本发明提供的等效理论模型构建方法可为在振动领域的运用粒子阻尼技术的研究提供了新的研究范式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明提供的粒子阻尼声子晶体结构的结构示意图；
图2是图1当中阻尼器的剖面图；
图3是本发明提供的等效理论模型构建方法得到的等效物理特征参数及频响函数图；其中，a为等效弹性模量与频率关系曲线；b为等效瑞利阻尼α系数与频率近似关系曲线；c为等效瑞利阻尼β系数与频率关系曲线；d为有限结构传输频响函数曲线。
图中标记：1-阻尼结构；10-基体层；20-阻尼器；21-外壳；22-阻尼颗粒。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图1所示，本发明提供了一种粒子阻尼声子晶体结构，至少包括一层阻尼结构1，所述阻尼结构1包括基体层10和阻尼器20。若干所述阻尼器20固定设置在所述基体层10上并呈有序排列。如图2所示，所述阻尼器20包括外壳21和填充在所述外壳21内腔的阻尼颗粒22。其中一层阻尼结构1当中的基体层10远离阻尼器20的一面与另一层阻尼结构1结构当中的阻尼器20未固定在基体层10的一侧连接。当该粒子阻尼声子晶体结构使用时，阻尼器20因设备振动的影响，使得阻尼器20外壳21与填充的阻尼颗粒22之间，以及阻尼颗粒22与阻尼颗粒22之间的产生相互作用力，利用阻尼器20外壳21与阻尼颗粒22、阻尼颗粒22与阻尼颗粒22之间的碰撞和摩擦进行耗能，快速耗散冲击能量，从而达到良好的减振降噪的效果。且该粒子阻尼声子晶体结构的结构简单，能够有效的减小设备引起的振动。除此之外，还可以通过改变阻尼器20的排布方式、数量、阻尼颗粒22的填充率以及阻尼结构1的层数来获得获得不同排列类型的粒子阻尼周期性结构带隙特性，从而更好适应不同设备所要达到的减振效果。
需要说明的是，所述阻尼器20可通过胶水连接在基体层10上，也可通过焊接的方式固定在基体层10上，但不限于此，在此不做限定。所述阻尼器20以及阻尼器20内腔可为圆柱体，长方体或者其他形状，但不限于此，更为优选地，如图1或者图2所示，所述阻尼器20以及阻尼器20内腔为圆柱形，使得阻尼器20与阻尼颗粒22的接触面积最大，提高减振效果。所述基体层10形状可为长板形状、圆板形状或者不规则的图形的板状，但不限于此，在此不做限定。
作为进一步优化，所述阻尼器20周期性排列或者阵列式排列在所述基体层10上。更为优选地，如图1所示，所述阻尼器20以固定的间距阵列式固定在所述基体层10上，更易获得粒子阻尼周期性结构带隙特性，便于后续等效理论模型构建方法研究。
作为进一步优化，所述基体层10的材料为钢材、铝材、碳纤维材料或者玻璃。通过改变基体层10材质的刚度，可获得不同类型粒子阻尼周期性结构低频带隙特性，实现结构超低频减振降噪。更为优选地，所述基体层10的材料为铝合金，具有较高的强度之外，还不易被腐蚀，可为阻尼器20提供很好的支撑，延长使用寿命。
作为进一步优化，所述外壳21的材料为钢材或者铝材。当振动发生时，不同材质的外壳21与阻尼颗粒22之间碰撞的消耗的能量不同，可根据实际情况进行选择。更为优选地，在本发明的一较佳实施例中，所述外壳21的材料为铝合金，具有较高的强度之外，还不易被腐蚀，可延长使用寿命。
作为进一步优化，所述阻尼颗粒22的材料为钢材、玻璃或陶瓷。不同的材质制成的阻尼颗粒22所具备的减振降噪效果不一致，可根据实际设备需求进行阻尼颗粒22的选择。
作为进一步优化，所述阻尼器20的所述阻尼颗粒22填充率为10％-100％。通过改变阻尼颗粒22填充率用以获得不同减振效果的阻尼器20。优选地，填充率为45～100％。更为优选地，所述阻尼颗粒22的填充率在75～100％之间减振效果最佳。
作为进一步优化，所述阻尼颗粒22的密度为1.2g/cm3～18.3g/cm3、最长径为0.1mm～12mm、表面摩擦因子为0.02～0.99、表面恢复系数为0.1～1。不同的阻尼颗粒22的物理参数，可使得粒子阻尼声子晶体结构获得不同类型粒子阻尼周期性结构带隙特性。
作为进一步优化，所述阻尼颗粒22为直径为0.1-12mm的球体、长短轴长度介于0.1-12mm的椭球体、边长为0.1-12mm的规则或不规则多面体中的一种或多种。优选的，所述阻尼颗粒22为球体，直径为0.1-12mm。球体结构具有更大的运动自由度，阻尼颗粒22之间碰撞几率高，从而增加阻尼，抗振能力更好。
作为进一步优化，在上述实施例的基础上，若干所述阻尼器20与所述基体层10的接触面积和所述基体层10与所述阻尼器20的连接面面积之比满足以下关系：
其中，D为所述阻尼器20的外径，a为两个相邻阻尼器20圆心之间的距离；f为所述接触面积与所述连接面面积之比。
在本实施例中，通过合理地在基体层10上配置一定数量的阻尼器20，才能起到最好的减振降噪效果。
本发明还提供了一种基于上述的粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，用于获取所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数，包括以下步骤：
S101，获取所述粒子阻尼声子晶体结构的物理特征；其中，所述物理特征至少包括阻尼颗粒22整体质量、外壳21的容积、阻尼颗粒22材料的杨氏模量、阻尼颗粒22材料的泊松比、阻尼颗粒22的球体半径、阻尼颗粒22的质量以及阻尼颗粒22之间的重叠量；
S102，基于所述物理特征和振动频率，构建所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数；其中，所述等效物理特征参数至少包括等效弹性模量、等效动态密度、等效动态泊松比以及动态瑞利阻尼；
S103，基于所述等效物理特征参数，通过Fourier变换计算获得所述粒子阻尼声子晶体结构的理论传递损失值。
本发明提供的一种基于粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，其通过获取粒子阻尼声子晶体结构的等效弹性模量、等效动态阻尼比系数、等效动态密度、等效动态泊松比等等效物理特性参数。其中，所述等效弹性模量可等效为所述粒子阻尼声子晶体结构的弹性模量、所述等效动态密度等效可为所述粒子阻尼声子晶体结构的动态密度、所述等效动态泊松比等效可为所述粒子阻尼声子晶体结构的动态泊松比、所述动态瑞利阻尼等效可为所述阻尼颗粒22碰撞产生的能耗。而后再通过这些等效物理特性参数最终计算得到的理论传递损失值。经测量，本发明得到的理论传递损失值与实际测量的传递损失值具有较高的一致性，证明了本发明提供的等效理论模型构建方法可为在振动领域的运用粒子阻尼技术的研究提供了新的研究范式。
作为进一步优化，基于所述物理特征和振动频率，构建所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数包括以下步骤：
所述等效动弹性模量Ed(f)与振动频率f满足关系为：
式(1)中，为多项式系数，为常数；其中，所述多项式系数与常数均根据实验对比数据拟合得到。
所述等效动态密度满足如下关系：
式(2)中，ρd为等效动态密度，ρsta为静态质量密度，mto为所述阻尼颗粒22整体质量，V为所述外壳21的容积；
所述动态瑞利阻尼C(f)与振动频率的关系满足如下关系：
Cd(f)＝α(f)[M]+β(f)[K] (3)
式(3)中α，β为与振动频率相关的函数，刚度矩阵[K]，质量矩阵[M]；
其中，
α(f)＝ξ1f6+ξ2f5+ξ3f4+ξ4f3+ξ5f2+ξ6f+ξ (4)
式(4)和式(5)中ξ1，ξ2，ξ3，ξ4，ξ5，ξ6为多项式系数；ξ，ζ为常数，其中，所述多项式系数与常数均根据实验对比数据拟合得到。
所述等效动态泊松比ν在一定的外界压力静态平衡状态下满足如下关系：
式(6)中，λ＝kc-t/kn-e，kc-t为所述阻尼颗粒22单元切向刚度，kn-e为所述阻尼颗粒22单元法向刚度；
其中，
式(7)中，E为所述阻尼颗粒22材料的杨氏模量，νp为所述阻尼颗粒22材料的泊松比，R为所述阻尼颗粒22的球体半径，m为所述阻尼颗粒22的质量；
式(8)中，δ为所述阻尼颗粒22之间重叠量，A为耗散系数取值约0.7071。
作为进一步优化，基于所述等效物理特征参数，通过Fourier变换计算获得所述粒子阻尼声子晶体结构的理论传递损失值，具体包括：
在无限大周期性结构中，无阻尼方程满足如下关系：
([K]-ω2[M]){U}＝0 (9)
式(9)中，[K]为刚度矩阵，[M]为质量矩阵，ω为粒子阻尼晶体结构的固有频率；
其中，
式(10)和(11)中，[K]ela为弹性体材料刚度矩阵，[K]d为等效后粒子阻尼刚度矩阵，e-ika[K]d为周期性条件刚度矩阵，[M]ela为弹性体材料质量矩阵，[M]d为等效后粒子阻尼质量矩阵。
依据有限周期结构中，与频率相关瑞利阻尼[C]＝α(f)[M]d+β(f)[K]d，采用有限元法离散后，满足矩阵方程如下：
即为：
([K]ela+[K]d)-ω2([M]ela+[M]d){U}＝{P} (13)
式(12)和(13)中，为加速度矩阵，为速度矩阵，{U}为位移阵列，{P}为外界激动阵力。
以频率为自变量，通过Fourier变换将激励和响应的时间历程转变为频率幅值，通过同频率下响应与激励的幅值比，获得有限结构振动传输谱，满足如下关系：
式(14)中，T为传递损失，wout和win可从外界激动阵力{P}中获得，wout为输出端响应，win为输入端激励。
实施例1
本实施例提供了一种粒子阻尼声子晶体结构，其结构如图1所示，包括基体层10铝板，阻尼器20铝合金外壳21以及钢制的阻尼颗粒22。
其中，所述基体层10铝板厚度为hs＝1mm，阻尼器20铝合金外壳21高度为dS＝32.5mm，阻尼器20铝合金外壳21外径为D＝23.6mm，阻尼器20铝合金外壳21内径为d＝18mm，内部填充2mm的钢制的、球状阻尼颗粒22，填充率为100％，两个相邻的阻尼器圆心之间的长度为a＝38mm，则阻尼器20与基体层10的接触面积与基体层10的连接面之比为f＝π(D/2)2/a2＝0.268。
实施例2
本实施例提供了一种基于粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，本实施例中的粒子阻尼声子晶体结构为实施例1提供的粒子阻尼声子晶体结构。
首先根据公式(1)～(8)可获得以下参数：
等效弹性模量E与频率f关系由下列公式表示，其关系图如图3a所示：
Ed(f)＝9×10-8f4-0.0004f3+0.4583f2-129.71f+415129
等效瑞利阻尼α系数与频率f关系由下列公式表示，其近似关系图如图3b所示：
α(f)＝-1.763×10-14f6+4.974×10-11f5-5.52×10-8f4+3×10-5f3-7.92×10-3f2+0.6862f+113.3
等效瑞利阻尼β系数与频率f由下列公式表示，其近似关系图如图3c所示：
β(f)＝10-9f+0.65×10-7
等效动态泊松比为νd≈0.247；等效动态质量为ρd≈5050kg/m3。
最后根据以上结果和公式(9)～(14)计算获得有限结构传输频响函数曲线，其结果如图3d所示，从图中我们可以看到，本发明计算得到的等效物理特征参数求得的传递损失值与实际测量得到的传递损失值在0～500Hz的振动频率上具有高度的一致性，证明了本发明提供的等效理论模型构建方法可为在振动领域的运用粒子阻尼技术的研究提供了新的研究范式。除此之外，其传递损失的增加，也进一步证明了本发明提供的粒子阻尼声子晶体结构具备优良的中、低减振特性、极宽的带隙特性，亦具备中、低频全频域的减振特性。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，至少包括一层阻尼结构，所述阻尼结构包括基体层和阻尼器；若干所述阻尼器固定设置在所述基体层上并呈有序排列；所述阻尼器包括外壳和填充在所述外壳内腔的阻尼颗粒；其中一层阻尼结构当中的基体层远离阻尼器的一面与另一层阻尼结构当中的阻尼器未固定在基体层的一侧连接。
2.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述阻尼器的所述阻尼颗粒填充率为10％-100％。
3.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述阻尼颗粒的密度为1.2g/cm3～18.3g/cm3、最长径为0.1mm～12mm、表面摩擦因子为0.02～0.99、表面恢复系数为0.1～1。
4.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述阻尼器为圆柱形。
5.根据权利要求4所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，若干所述阻尼器与所述基体层的接触面积和所述基体层与所述阻尼器的连接面面积之比满足以下关系：
其中，D为所述阻尼器的外径，a为两个相邻阻尼器圆心之间的距离；f为所述接触面积与所述连接面面积之比。
6.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述阻尼颗粒的材料为钢材、玻璃或陶瓷。
7.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述基体层的材料为钢材、铝材、碳纤维材料或者玻璃。
8.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述外壳的材料为钢材或者铝材。
9.一种基于如权利要求1～8所述的粒子阻尼声子晶体结构的等效理论模型构建方法，用于获取所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述粒子阻尼声子晶体结构的物理特征；其中，所述物理特征至少包括阻尼颗粒整体质量、外壳的容积、阻尼颗粒材料的杨氏模量、阻尼颗粒材料的泊松比、阻尼颗粒的球体半径、阻尼颗粒的质量以及阻尼颗粒之间的重叠量；
基于所述物理特征和振动频率，构建所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数；其中，所述等效物理特征参数至少包括等效弹性模量、等效动态密度、等效动态泊松比以及动态瑞利阻尼；
基于所述等效物理特征参数，通过Fourier变换计算获得所述粒子阻尼声子晶体结构的理论传递损失值。
10.根据权利要求9所述的等效理论模型构建方法，其特征在于，基于所述物理特征和振动频率，构建所述粒子阻尼声子晶体结构的等效物理特征参数包括以下步骤：
所述等效动弹性模量Ed(f)与振动频率f满足关系为：
式(1)中，为多项式系数，为常数；
所述等效动态密度满足如下关系：
式(2)中，ρd为等效动态密度，ρsta为静态质量密度，mto为所述阻尼颗粒整体质量，V为所述外壳的容积；
所述动态瑞利阻尼C(f)与振动频率的关系满足如下关系：
Cd(f)＝α(f)[M]+β(f)[K] (3)
式(3)中α，β为与振动频率相关的函数，刚度矩阵[K]，质量矩阵[M]；
其中，
α(f)＝ξ1f6+ξ2f5+ξ3f4+ξ4f3+ξ5f2+ξ6f+ξ (4)
式(4)和式(5)中ξ1，ξ2，ξ3，ξ4，ξ5，ξ6为多项式系数；ξ，ζ为常数；
所述等效动态泊松比ν在一定的外界压力静态平衡状态下满足如下关系：
式(6)中，λ＝kc-t/kn-e，kc-t为所述阻尼颗粒单元切向刚度，kn-e为所述阻尼颗粒单元法向刚度；
其中，
式(7)中，E为所述阻尼颗粒材料的杨氏模量，νp为所述阻尼颗粒材料的泊松比，R为所述阻尼颗粒的球体半径，m为所述阻尼颗粒的质量；
式(8)中，δ为所述阻尼颗粒之间重叠量，A为耗散系数取值约0.7071。
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