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增材制造TPMS多孔结构的压缩与吸声性能
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作者 范恒亮 李大胜 +3 位作者 王超 杨丽 赵静 张建翔 《塑料工业》 北大核心 2025年第1期90-95,118,共7页
基于三周期极小曲面(TPMS)设计了孔隙率为50%、55%和60%的均质和梯度Gyroid(G)型、I-Graph-Wrapped Package(IWP)型TPMS多孔结构,并采用熔融沉积成型(FDM)技术制备试样。通过Micro-CT扫描、压缩试验和声阻抗管测试,研究了多孔结构的孔... 基于三周期极小曲面(TPMS)设计了孔隙率为50%、55%和60%的均质和梯度Gyroid(G)型、I-Graph-Wrapped Package(IWP)型TPMS多孔结构,并采用熔融沉积成型(FDM)技术制备试样。通过Micro-CT扫描、压缩试验和声阻抗管测试,研究了多孔结构的孔隙特征、压缩和吸声性能。结果表明,熔融沉积技术成型的试样具有良好的连通性,内部局部的缺陷导致孔隙率存在较小偏差;当孔隙率从50%增加到60%,均质多孔结构的弹性模量和屈服强度会逐渐降低;在平均孔隙率均为55%的情况下,G-50-60结构的屈服强度和弹性模量要大于IWP-50-60结构的,而单元尺寸梯度较孔隙率梯度多孔结构具有较好的压缩性能和吸声特性。在揭示多孔结构压缩性能的基础上研究其吸声性能,扩展了TPMS轻质结构的多功能性。 展开更多
关键词 三周期极小曲面 力学性能 隔声性能 熔融沉积成型
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层叠式多通道结构声学超材料宽带消声特性
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作者 徐驰 陈应航 +4 位作者 王超 刘宁宁 董晓日 郭辉 刘春景 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期305-314,共10页
将多通道结构逐层叠加构成一种声学超材料,采用理论分析、数值模拟和试验验证的方法研究了其消声特性和机理。为拓宽消声频带,运用遗传算法给出了腔体长度最佳组合方案并讨论了优化逻辑。结果表明,该结构可视为连接有多个旁支Helmholtz... 将多通道结构逐层叠加构成一种声学超材料,采用理论分析、数值模拟和试验验证的方法研究了其消声特性和机理。为拓宽消声频带,运用遗传算法给出了腔体长度最佳组合方案并讨论了优化逻辑。结果表明,该结构可视为连接有多个旁支Helmholtz共鸣器的声波导管,其传递损失曲线上具有多个连续共振峰可实现宽频消声;适当调整腔体长宽、增加结构厚度、构建非均匀阵列可提高结构宽频消声性能;面向不同尺寸结构优化时,遗传算法始终通过尽可能多地创设具备更强消声能力的单体Helmholtz共鸣器,以获得最大消声带宽;试验结果验证了结构宽频消声有效性。该结果可为局促空间下管道消声提供借鉴。 展开更多
关键词 声学超材料 消声 折叠通道结构 Helmholtz共鸣器 遗传算法
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基于微缝折叠空间结构的宽带吸声超材料设计
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作者 陈应航 徐驰 +4 位作者 黄唯纯 解龙翔 张建翔 汪双君 孙薇薇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期171-178,共8页
如何实现低频宽带吸声,设计具有亚波长厚度的吸声超材料一直是一项具有挑战性的任务。提出了一种微缝折叠空间超材料结构,建立结构的理论解析模型与数值仿真模型,深入研究其声学特性和吸声机理,分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律... 如何实现低频宽带吸声,设计具有亚波长厚度的吸声超材料一直是一项具有挑战性的任务。提出了一种微缝折叠空间超材料结构,建立结构的理论解析模型与数值仿真模型,深入研究其声学特性和吸声机理,分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律,基于此探究实现低频宽带吸声的可能性。研究表明,通过调整折叠空间厚度及折叠通道数目,可以在较大的频带范围内调节结构的峰值频率,同时不改变其近完美的吸声性能。最后,提出了一种宽带吸声超材料,在500~2 000 Hz频率内获得平均吸声系数达0.931的连续高效吸声带宽。结构厚度为5.68 cm,仅为最低共振频率对应波长的1/12,试验结果良好。研究成果可为实现宽带吸声提供借鉴。 展开更多
关键词 声学超材料 微缝 折叠空间结构 宽带吸声
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点缺陷折叠结构声学超材料的声局域化特性 被引量:1
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作者 徐驰 陈应航 +4 位作者 郭辉 金文超 刘涛 靳奉华 刘春景 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第16期196-201,235,共7页
以折叠结构为基本单元组成点缺陷声学超材料。采用数值模拟和试验分析的方法探索结构低频声局域化机理,分析结构参数对声局域化模态的影响规律。结果表明,该结构在800 Hz以下可产生多个声局域化模态。在频率为222 Hz, 362 Hz, 385 Hz, 4... 以折叠结构为基本单元组成点缺陷声学超材料。采用数值模拟和试验分析的方法探索结构低频声局域化机理,分析结构参数对声局域化模态的影响规律。结果表明,该结构在800 Hz以下可产生多个声局域化模态。在频率为222 Hz, 362 Hz, 385 Hz, 408 Hz和511 Hz入射平面波作用下,结构可在中心腔体或周边腔体中实现声压局部放大,这种现象是由于结构内各子腔体的声学虹吸效应或它们之间的耦合共振所致。通过增加中心腔体尺寸、隔板数量、隔板长度,可降低结构声局域化响应频率。试验结果进一步证明了结构在低频范围内具有放大多个频段声波的能力。研究成果可为实现低频宽带声能聚集提供借鉴。 展开更多
关键词 声局域化 声学超材料 折叠结构 点缺陷
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FDM多工艺参数对PLA制件尺寸误差的影响
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作者 王超 岳彩宾 +4 位作者 罗殿宇 范恒亮 蒋士春 赵静 李大胜 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期102-109,共8页
为探索熔融沉积快速成型技术(FDM)的工艺参数对聚乳酸(PLA)制件成型尺寸误差的影响规律,通过逆向数据采集方法对制件的长度误差、宽度误差、厚度误差进行测量对比,在4个单一工艺参数(外墙打印速度、外墙线宽、打印温度、打印层高)变化... 为探索熔融沉积快速成型技术(FDM)的工艺参数对聚乳酸(PLA)制件成型尺寸误差的影响规律,通过逆向数据采集方法对制件的长度误差、宽度误差、厚度误差进行测量对比,在4个单一工艺参数(外墙打印速度、外墙线宽、打印温度、打印层高)变化对尺寸误差影响分析的基础上,采用响应面法对筛选出的3个主要因素进行交互实验与分析。结果表明,长度误差受工艺参数的影响最大,其次是厚度误差,工艺参数对长度误差、宽度误差以及厚度误差的影响程度的排序均为:打印层高>打印温度>外墙线宽。 展开更多
关键词 熔融沉积快速成型技术 外墙打印速度 外墙线宽 打印温度 打印层高 响应面法 尺寸误差 聚乳酸
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基于MSIWOA算法的SLS聚酰胺制件工艺参数优化
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作者 赵静 王超 +5 位作者 范恒亮 罗殿宇 孙薇薇 丁国华 李宇航 彭浩杰 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期108-115,159,共9页
以聚酰胺粉末为实验材料,以力学性能为评价目标,研究了激光功率、扫描间距、摆放角度及他们两两交互作用对选择性激光烧结(SLS)制件抗拉强度的影响,通过扫描电镜观察断口形貌揭示了工艺参数对制件成型的影响机理,通过响应面设计得到了... 以聚酰胺粉末为实验材料,以力学性能为评价目标,研究了激光功率、扫描间距、摆放角度及他们两两交互作用对选择性激光烧结(SLS)制件抗拉强度的影响,通过扫描电镜观察断口形貌揭示了工艺参数对制件成型的影响机理,通过响应面设计得到了工艺参数与抗拉强度间的回归方程,分析了模型的有效性与准确性。以回归方程为目标函数,使用混合策略改进的鲸鱼优化(MSIWOA)算法进行SLS制件抗拉强度的优化,得到最优工艺参数,并与鲸鱼优化(WOA)算法的优化结果及实验验证结果进行比对。结果表明,MSIWOA算法对SLS聚酰胺制件工艺参数的优化具有较高的准确性和较好的可行性,可为SLS制件力学性能的提升提供技术方法。 展开更多
关键词 聚酰胺 选择性激光烧结 工艺参数优化 MSIWOA
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熔融沉积成型TPMS多孔结构的孔隙特征和力学性能 被引量:2
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作者 范恒亮 丁国华 +5 位作者 李大胜 张杰 杨丽 赵静 王超 张建翔 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期98-102,122,共6页
基于三周期极小曲面(TPMS)设计了孔隙率为40%(P40)、50%(P50)、60%(P60)的均质和平均孔隙率为50%(ZP50)的梯度Primitive多孔结构,并采用熔融沉积技术(FDM)打印成型,研究了不同孔隙率下多孔结构的孔隙特征、力学性能和吸能特性。结果表明... 基于三周期极小曲面(TPMS)设计了孔隙率为40%(P40)、50%(P50)、60%(P60)的均质和平均孔隙率为50%(ZP50)的梯度Primitive多孔结构,并采用熔融沉积技术(FDM)打印成型,研究了不同孔隙率下多孔结构的孔隙特征、力学性能和吸能特性。结果表明,均质和梯度TPMS结构的实际孔隙率均小于设计孔隙率,偏差均在1.5%~4%之间;均质多孔结构的抗压强度随着孔隙率的增加而升高,P40均质结构的抗压强度最大为8.644 MPa;相同孔隙率下,ZP50的抗压强度比P50高15.54%,并且ZP50结构在应变为28%前要比P50具有较优良的吸能特性。研究结果丰富了增材制造成型极小曲面多孔结构力学内涵,为工程应用提供了相关依据。 展开更多
关键词 熔融沉积成型 三周期极小曲面 力学性能 能量吸收
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基于神经网络自适应MPC智能车辆轨迹跟踪仿真
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作者 王琳 陈清华 +3 位作者 业红玲 王鹏飞 徐驰 钱爱文 《汽车安全与节能学报》 2025年第4期638-647,共10页
传统模型预测控制(MPC)控制器的权重矩阵通常依赖人工经验调参,难以适应复杂动态环境,因此,提出一种基于反向传播(BP)神经网络的MPC权重矩阵自适应调整的方法。建立MPC智能车辆动力学模型分析不同权重系数对车辆轨迹跟踪性能的影响,构... 传统模型预测控制(MPC)控制器的权重矩阵通常依赖人工经验调参,难以适应复杂动态环境,因此,提出一种基于反向传播(BP)神经网络的MPC权重矩阵自适应调整的方法。建立MPC智能车辆动力学模型分析不同权重系数对车辆轨迹跟踪性能的影响,构造数据训练BP神经网络模型,利用Matlab/Simulink搭建BP神经网络自适应MPC控制器与Carsim联合仿真,最后从不同车速和路面附着系数2个方面设计双移线仿真工况,验证控制器在不同工况下的鲁棒性。结果表明:BP神经网络自适应MPC控制器,在路面附着系数为0.85时,不同车速下的控制效果良好;而定权重MPC控制的车辆,当车速达到65km/h时,车辆接近失稳;前者横向位移偏差和横摆角偏差的均方根分别降低44.17%和66.66%;在不同附着系数的路面上前者表现亦佳,尤其是在附着系数0.35的湿滑路面,车速30 km/h时,相对定权重MPC控制器,两项偏差均方根分别降低27.49%和49.54%。该神经网络自适应调整MPC控制器权重的方法,可为智能网联车辆中高速协同控制和特种作业车辆自主导航的轨迹跟踪性能改善提供一定参考。 展开更多
关键词 智能网联车辆 神经网络 自适应 轨迹跟踪 模型预测控制(MPC)
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