本文提出了一种基于NPR泡沫的新型地震阻尼材料,可同时衰减Lamb和瑞利波。该单元结构包含一个位于中心的方形圆柱形钢散射体,以及位于四个角落的NPR泡沫连接器。首先,使用有限元模拟分析了包括传统控制案例在内的三种结构的BG特性。此外,计算并分析了振动模式,以了解BG产生的机制。随后,进行了模拟计算,以计算入射到包含10×6单元单元阵列的周期结构中的Lamb波的位移场。此外,对几何和材料参数对衰减性能的影响进行了参数研究,以寻求第一个完全BG的最佳结构。最后,利用声锥法分析了单元模型在表面波条件下的BGs。此外,还构建了一个由20个单元组成的周期结构,用于频率域和时域分析。总之,所提出的结构在低频下对羊角波和瑞利波具有良好的屏蔽效果,具有简单易实现的几何形状,有望在地震波防护方面具有有前途的应用潜力。得出的结论如下:
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与传统橡胶连接器的控制情况相比,NPR泡沫的应用可以显著扩大光纤光纤,在3-44hz范围内实现超低频宽带衰减。
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传输损耗的结果表明,Lamb波在带隙范围内衰减明显,在32 Hz时最大衰减为- 590 dB。仿真结果表明,表面波结构在6.8 ~ 8.8 Hz和14.3 ~ 15.3 Hz范围内存在两个完整的BGs,频域分析表明,在两个BGs范围内,表面波有明显的衰减。
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参数讨论表明,小厚度、高模量、低泊松比、低质量密度的NPR泡沫可以使第一个完全BG变宽。
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仿真结果表明,该结构在真实地震激励条件下,能够有效地屏蔽0.1-20Hz范围内的低频地震波,其振幅衰减了85 %以上。
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