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一种具有承载和抗冲击的手性超结构带隙特性与减振性能研究
1
作者
林华刚
张成旭
+2 位作者
宋海征
王攀
王建强
《航空科学技术》
2025年第3期20-30,共11页
超材料结构由于其轻质、可承载、减隔振等特性得到广泛关注,但带隙范围窄的问题依然存在,手性结构可以降低系统的对称性,增强各向异性,使结构中更容易出现弹性波带隙。为了解决工程中的冲击和振动问题,本文提出了一种具有低宽频带隙的...
超材料结构由于其轻质、可承载、减隔振等特性得到广泛关注,但带隙范围窄的问题依然存在,手性结构可以降低系统的对称性,增强各向异性,使结构中更容易出现弹性波带隙。为了解决工程中的冲击和振动问题,本文提出了一种具有低宽频带隙的负泊松比手性超材料结构,能有效衰减低频弹性波,提高承载及抗冲击能力。基于布洛赫(Bloch)定理,建立了超材料结构带隙理论模型,通过对带隙边界处振型分析揭示带隙产生机理。利用三维色散面、频率等频线、相速度和波的传播方向,讨论了波在结构中的传播特性。数值计算了手性超材料结构的力学特性及振动传递损失,并与3D打印手性结构试验进行对比分析。结果表明,该结构具有卓越的承载能力和抗冲击性能,能够产生多条低宽频带隙,在带隙范围内的传递损失可达到-85dB,为抑制工程中的低宽频振动提供了一种新的解决途径。接决定了材料在特定频率下的带隙宽度和位置。本文提出的负泊松比手性超材料结构具有低频带隙特性及优越的力学性能。首先提出手性超材料结构并建立带隙方程,分析不同类型周期结构的带隙特性与力学特性,探讨带隙产生的机理;继而研究由手性超材料结构单胞组成的有限周期结构的振动传递特性,并与试验结果对比,验证在带隙范围内的隔振效果。
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关键词
超材料
手性结构
带隙特性
隔振
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职称材料
题名
一种具有承载和抗冲击的手性超结构带隙特性与减振性能研究
1
作者
林华刚
张成旭
宋海征
王攀
王建强
机构
西北工业大学
西北工业大学
深圳研究院
西北工业大学高效清洁动力装置全国重点实验室
中国飞机强度研究所
出处
《航空科学技术》
2025年第3期20-30,共11页
基金
航空科学基金(20220015053005)
中央高校基本科研业务费专项资金(5000240291)
广东省自然科学基金(2022A1515110177,2024A1515011978)
文摘
超材料结构由于其轻质、可承载、减隔振等特性得到广泛关注,但带隙范围窄的问题依然存在,手性结构可以降低系统的对称性,增强各向异性,使结构中更容易出现弹性波带隙。为了解决工程中的冲击和振动问题,本文提出了一种具有低宽频带隙的负泊松比手性超材料结构,能有效衰减低频弹性波,提高承载及抗冲击能力。基于布洛赫(Bloch)定理,建立了超材料结构带隙理论模型,通过对带隙边界处振型分析揭示带隙产生机理。利用三维色散面、频率等频线、相速度和波的传播方向,讨论了波在结构中的传播特性。数值计算了手性超材料结构的力学特性及振动传递损失,并与3D打印手性结构试验进行对比分析。结果表明,该结构具有卓越的承载能力和抗冲击性能,能够产生多条低宽频带隙,在带隙范围内的传递损失可达到-85dB,为抑制工程中的低宽频振动提供了一种新的解决途径。接决定了材料在特定频率下的带隙宽度和位置。本文提出的负泊松比手性超材料结构具有低频带隙特性及优越的力学性能。首先提出手性超材料结构并建立带隙方程,分析不同类型周期结构的带隙特性与力学特性,探讨带隙产生的机理;继而研究由手性超材料结构单胞组成的有限周期结构的振动传递特性,并与试验结果对比,验证在带隙范围内的隔振效果。
关键词
超材料
手性结构
带隙特性
隔振
Keywords
metamaterials
chiral structure
band gap characteristics
vibration isolation Received:
分类号
V250.3 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
一种具有承载和抗冲击的手性超结构带隙特性与减振性能研究
林华刚
张成旭
宋海征
王攀
王建强
《航空科学技术》
2025
0
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