前言文献:用于多材料元结构中弯曲波衰减的机械减振器

文摘   2024-10-24 12:00   江苏  

隔振是抑制主体结构产生的机械振动的一种前景,同样,机械减振器是一种简单而有效的衰减弯曲波传播的装置,已在土木和机械工程中得到应用。本文提出了一种复合夹层声子晶体,通过重复排列声子晶体,可以有效地抑制宽频带间隙内的机械振动,从而减弱弯曲波在梁结构中的传播。首先,推导了复合材料夹层梁结构的弹性波色散特性,提出了利用相消干涉衰减弯曲波的三角形声子晶体。然后通过组装四种不同的元胞,设计了二维声子晶体。最后,通过数值实验验证了所提出的机械超材料对弯曲波传播的衰减效果,数值结果表明,所提出的超材料具有良好的机械振动抑制性能,与无声子晶体结构和单层超材料梁结构相比,能有效地抑制结构在低频域的振动。这是首次尝试用复合夹层声子晶体设计具有相消干涉机理的机械超材料吸收体。

本文提出了一种利用相消干涉抑制机械振动的多层超材料梁,该梁通过重复排列梯度折射率声子晶体,可以有效地衰减弯曲波在宽带隙中的传播。首先推导并论证了多层超材料光束的物理特性,然后提出了具有相消干涉机制的三角形声子晶体来衰减弯曲波的传播。此外,还设计了一种二维梯度折射率声子晶体,用于宽频带中弹性波的处理。最后,通过数值算例进一步验证了多层超材料抑制梁结构机械振动的有效性。

所提出的多层声子晶体可广泛应用于机械产品和建筑结构关键部件的设计中,通过合理设计声子晶体,可在较大范围内有效抑制机械振动。在进一步的工作中,多层超材料的进展可以应用于板结构和多物理场耦合问题。




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