JSV 用于多向振动抑制的平面旋流型黑洞吸声器

文摘   2024-12-15 12:00   江苏  

 

提出并研究了一种平面旋流型声波黑洞(ABH)吸收体。除了众所周知的弯波减速现象外,矩形截面弯曲ABH的扭转波速度也随着厚度的变薄而减小。除了平面和曲线结构带来的弯曲-扭转耦合增强外,弯曲ABH吸收器表现出较少的方向依赖性,以应对多向转动力矩激励,同时产生丰富的动力学和增强的能量捕获和耗散。因此,当添加在主薄结构上时,吸收器可以实现宽带多向振动抑制。实验研究表明,对于任意选择的多边形板,部署多个分布式ABH吸振器可以实现有效、鲁棒和宽带减振。分析还证实了在结构相互作用和阻尼增强方面的双重减振机制,并通过所提出的曲线ABH设计充分发挥了这两种机制。



在这项工作中,我们提出了一种平面螺旋形ABH吸收器,作为一种紧凑,多向和可扩展的振动抑制装置,无需诉诸精细的参数调整过程。该吸收器采用了DVA和WGA的工作原理,对振动结构具有宽带和多向的振动抑制作用。

所观察到的多向振动抑制性能源于旋涡形ABH设计,该设计使吸收器内部具有丰富的分布谐振模式,有效的弯曲-扭转耦合和高系统损耗。结果表明,除了广泛探索的弯曲波外,扭转波在向非圆截面薄结构部分传播的过程中也可以被减缓。由于这些波压缩效应和弯曲-扭转耦合,弯曲ABH梁在捕获和中和多向旋转激励注入的能量方面表现出优异的动态性能,并随着曲率的增加而改善。曲线ABH设计的综合优势是提供了一套新的基于ABH的吸振器,通过上述特性,它与主系统提供了丰富的动态耦合,从而最大限度地提高了ABH最安静的振动控制应用功能。

实验研究证明了所提出的ABH吸波器抑制一般薄结构(以多边形板为例)宽带振动的实用性和有效性。部署多个ABH专用减振器(或一个ABH集群)可以保证稳健的振动控制性能,并且随着减振器数量的增加,减振器的控制性能也会提高。使用具有不同空间排列的相同ABH簇,可以实现相当大的谐振峰降低。通过结构与吸收剂的相互作用(典型的DVA效应)或阻尼增强(典型的WGA效应)可以降低主体结构的谐振峰。

曲线ABH设计所带来的吸波器丰富的动力学特性和出色的捕波能力,使这种物理过程的发生更加容易。对最终旋转盘管结构的实验测试表明了所提出的ABH吸收器的有效性和应用前景





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