|
本文设计了一种具有表面谐振单元的三维弹性超材料。通过数值模拟分析了该超材料的能带特性，并通过参数化方法分析了结构尺寸和材料性能对能带隙频率的影响。计算了3×3×3阵列结构的透射特性曲线，测试了有限数量单元的隔振效果。随后，通过3D打印技术制作样品进行振动实验，进一步验证了仿真结果的可靠性。最后，通过压缩实验评价了该结构在不同参数设计下的压缩性能。由本研究得出的主要结论如下：
(1)本研究采用3D打印技术，设计并制造了一种具有表面谐振单元的低频隔振的三维弹性超材料。基于超材料带隙边缘的特征模态，分析了带隙产生的机理。该结构通过表面的手性结构增强了局部共振效应，在253∼331Hz和370∼552Hz频段内实现了低频隔振。
(2)详细研究了超材料的多种结构参数，并分析了结构参数的变化对能带隙的影响，为不同的工程隔振需求提供了选择。
(3)对于相同结构的单材料弹性超材料，带隙频率仅取决于其材料的横波速度，而相对带宽基本不受材料性能的影响。因此，在面对不同频率隔振的需要时，不仅可以选择不同的结构参数，还可以使用不同的材料进行制造。同时，在选择材料时，应考虑材料的其他物理和化学性能，如耐腐蚀性和热膨胀系数，以更好地适应工程环境。
(4)在本文的最后，进行了压缩实验。可以根据负载的大小，选择不同的框架厚度，为需要平衡隔振和承重的工程应用提供理论指导和数据支持。
|
