为了研究手性蜂窝复合材料的振动特性与其振动传播带隙之间的关系,首先,建立了该种材料离散多自由度的夹杂-韧带振动力学模型,该模型考虑了其内嵌夹杂的局部振动与由微结构韧带连接的节点环之间的弹性耦联及诱发共振模态.然后,重点研究了微结构元件之间的耦联程度和微结构元件的尺寸参数对材料吸振带隙低频段和高频段的影响,并结合有限元方法对模型进行了验证分析.结果表明:除柔性包覆的夹杂以外,耦联诱发振动、节点环和韧带的材料及尺寸参数都对手性蜂窝复合材料的固有振动频率产生显著影响,从而控制带隙的位置和带宽.随着节点环内、外弹性耦联程度的减小,夹杂的模态频率将控制带隙的低频段,且随着夹杂质量的增大,低频段的频率降低;高频段由韧带振动表征;当节点环内、外弹性耦联程度增大时,带隙的低频段对韧带和框架的模态更加敏感,从而出现比夹杂模态频率更低的带隙.无论弹性耦合程度强弱,当韧带和节点环的厚度减小时,材料第三阶较高的包覆层变形频率将被相对更低的韧带振动频率取代.所得结论可为小尺寸、低频宽带隙手性蜂窝型隔振材料的设计研究提供理论指导.
参考文献
| [1] | Spadoni, A;Ruzzene, M;Gonella, S;Scarpa, F.Phononic properties of hexagonal chiral lattices[J].Wave Motion: An International Journal Reporting Research on Wave Phenomena,20097(7):435-450. |
| [2] | D. Prall;R. S. Lakes.Properties of a chiral honeycomb with a Poisson's ratio of - 1[J].International Journal of Mechanical Sciences,19973(3):305-314. |
| [3] | Baravelli, E.;Ruzzene, M..Internally resonating lattices for bandgap generation and low-frequency vibration control[J].Journal of Sound and Vibration,201325(25):6562-6579. |
| [4] | Liu, X.N.;Hu, G.K.;Sun, C.T.;Huang, G.L..Wave propagation characterization and design of two-dimensional elastic chiral metacomposite[J].Journal of Sound and Vibration,201111(11):2536-2553. |
| [5] | 李永强;李洁;李锋;张英杰.四边固支对称蜂窝夹层板主共振非线性动力学计算[J].复合材料学报,2012(6):179-186. |
| [6] | 李萌;刘荣强;罗昌杰;郭宏伟;丁北辰.铝蜂窝串联缓冲结构静态压缩仿真与试验研究[J].振动与冲击,2013(9):50-56. |
| [7] | 温激鸿;王刚;郁殿龙;赵宏刚;刘耀宗;温熙森.声子晶体振动带隙及减振特性研究[J].中国科学E辑,2007(9):1126-1139. |
| [8] | 文岐华;左曙光;魏欢.多振子梁弯曲振动中的局域共振带隙[J].物理学报,2012(3):240-246. |
| [9] | A. Spadoni;M.Ruzzene.Elasto-static micropolar behavior of a chiral auxetic lattice[J].Journal of the Mechanics and Physics of Solids,20121(1):156-171. |
| [10] | 赵静;林艺;徐荣臻;刘崇波;况缘英;杨颖.手性吸波材料研究进展[J].功能材料,2013(z1):1-4. |
| [11] | 徐时吟;黄修长;华宏星.六韧带手性结构的能带特性[J].上海交通大学学报,2013(2):167-172. |
| [12] | F. Scarpa;S. Blain;T. Lew.Elastic buckling of hexagonal chiral cell honeycombs[J].Composites, Part A. Applied science and manufacturing,20071(1):280-289. |
| [13] | Liu, X.N.;Huang, G.L.;Hu, G.K..Chiral effect in plane isotropic micropolar elasticity and its application to chiral lattices[J].Journal of the Mechanics and Physics of Solids,201211(11):1907-1921. |
| [14] | 肖锋;华宏星;谌勇;朱大巍;马超.设计参数对手性蜂窝橡胶覆盖层水下爆炸抗冲击性能的影响[J].振动与冲击,2014(1):56-62. |
| [15] | 秦柏;邵俊鹏;张艳芹;李剑英.环形橡胶径向刚度特性仿真分析[J].哈尔滨理工大学学报,2009(3):51-55. |
| [16] | 沈荣瀛;黄幸霞.橡胶弹性联轴节的扭转刚度分段计算模型及应用[J].噪声与振动控制,1997(02):13. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%