每日新文 | 具有可调谐超宽低频三维带隙的复合超结构，用于振动和噪声控制

VAOne声学仿真小本领 · 公众号 · · 2024-12-24 10:00

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文章简介

这篇文章介绍了一种新型的三维复合超材料结构，它能够控制低频范围内的振动和噪声。

超宽带隙设计 ：提出了一种能够产生多个超宽三维完整带隙的结构，覆盖0.7 kHz至40 kHz的频率范围。
设计策略 ：通过设计弹性韧带实现超宽带隙，并通过改变几何参数来调整带隙的分布和宽度。
物理机制 ：通过模态分析和有限元分析揭示了多个超宽带隙的形成机制。
制造与测试 ：利用增材制造技术制造了原型，并进行了实验测试，验证了理论、数值模拟和实验结果的一致性。
性能验证 ：通过频率响应分析和实验测试，证实了所提出的结构在超宽带隙区域内具有显著的振动衰减特性。
应用潜力 ：这种结构在极低频率范围内控制噪声和振动方面显示出显著潜力，适用于高性能的超材料设备。

文章的研究结果表明，这种新型三维复合超材料结构在低频振动和噪声控制领域具有重要的应用前景。

摘个要先：

低频振动和噪声控制提出了持久的工程挑战，引起了广泛的研究关注。尽管有许多主动和被动控制解决方案，但实现多个超宽衰减区域仍然难以实现。为了解决多向宽低频频谱的振动和噪声控制问题，三维超结构已成为创新的解决方案。这项研究介绍了一种新颖的三维复合超结构，具有多个超宽三维完全带隙。该研究强调弹性韧带的设计策略，以实现跨越0.7至40 kHz的多个超宽衰减区域。通过模态分析阐明了能带结构，并通过基于带有附加谐振器的弹簧质量链的分析模型进一步证实了能带结构。通过有限元分析的新颖振动模式揭示了形成多个超宽带隙的基本物理机制。此外，作者证明可以通过修改元结构的几何参数来调整超宽带隙的分布和相对宽度。利用增材制造技术制造原型，并进行低振幅振动测试以评估实时振动衰减特性。理论、数值和实验结果之间观察到一致性。所提出的结构显示了高性能元设备的巨大潜力，旨在控制极宽低频频谱内的噪声和振动。