声子晶体是由两种或两种以上介质周期排布形成的人工性复合材料,具有的禁带特性使其在减振降噪、声学隐身、声学探测、航空航天等领域具有十分广泛的应用前景。以磁致伸缩材料为典型代表的智能材料能够敏锐感知外界弹性场、温度场和磁场的变化并迅速做出响应,使得研究磁致伸缩型声子晶体的弹性波主动控制显得非常必要。另一方面,得益于点缺陷声子晶体因其缺陷态而引发的波局域化特性使得声波和弹性波能够聚集在缺陷处周围,通过在缺陷处放置压电材料能够用于高效的振动能量采集。为了扩大声子晶体禁带范围以及提高振动能量收集效率,本文将声子晶体点缺陷特性,磁致伸缩材料的多场耦合特性以及压电材料的压电效应相结合,利用有限元方法系统地研究了两类含点缺陷二维磁弹声子晶体结构在外部磁场和预应力作用下的带隙演化以及振动能量收集特性。具体的研究内容如下:(1)将磁致伸缩材料引入到含点缺陷的声子晶体中形成含点缺陷二维无限大磁弹声子晶体结构,通过在点缺陷处放置压电片进行弹性波振动能量收集。利用磁致伸缩材料的非线性力-磁耦合本构关系,研究了在磁场和预应力作用下结构的带隙特性;基于压电材料的压电效应并采用其线性本构方程,研究了外部磁场和预应力对弹性波振动能量收集的影响。数值结果表明在平面模态(XY模态)下,磁场和预应力对禁带结构和缺陷带频率均有显著的影响;因变化的缺陷带频率使得声子晶体缺陷位置处的位移场发生改变,使得压电片受到不同程度的弯曲变形导致收集到的振动能量呈现出强的外场(磁场、预应力)依赖特性。而在反平面模态(Z模态)下,磁场对带隙结构和缺陷带频率影响很小,所以稳定的缺陷带结构导致其振动能量收集效率单一有限。另外,研究发现了压电片的放置位置对弹性波振动能量收集和转化效率有较大的影响。(2)为了同时实现带隙和振动能量收集的双重可调控作用,将磁致伸缩材料和压电材料引入到板状声子晶体中,建立了含点缺陷二维板-柱型磁弹声子晶体理论模型。通过在磁致伸缩柱上施加纵向磁场,同时研究了板-柱型磁弹声子晶体中Lamb波的传播特性,以及不同磁场下的声波振动能量收集特性。研究结果表明,禁带的大小和其产生与闭合强烈依赖于外加磁场;并且磁场对其缺陷带频率具有显著的调控作用导致其声-电能转化范围更广,进而提升了声波振动能量收集效率。此外研究还表明,压电材料的阻尼效应对最优化电阻及能量收集均有显著的影响。(3)对于含点缺陷二维板-柱型磁弹声子晶体模型,研究了超晶胞尺寸(5×5和7×7)对其禁带和缺陷带的影响。数值结果表明不同的超晶胞尺寸不仅影响声子晶体的禁带宽度,而且对缺陷带频率也有显著的影响。同时,通过模态分析发现,超晶胞的尺寸对缺陷带频率对应的位移场分布有着显著的影响,进而影响缺陷处的振动能量收集效率。