负泊松比结构力学设计、抗冲击性能及在车辆工程应用与展望

轻量化多功能负泊松比结构由于具有优异的可设计性、拉胀特性、剪切模量、断裂韧性、抗冲击吸能、减震降噪等特性,在车辆吸能结构设计和多功能优化方面具有巨大的应用潜力.本文详细综述了负泊松比结构的力学设计及其在车辆工程中的典型应用:(1)负泊松比基本概念及其力学特性, 以及近几十年来的快速发展趋势;(2)负泊松比材料与结构构型设计方法的基本分类、负泊松比泡沫材料微结构特征及制备工艺、负泊松比复合材料设计方法的基本发展历程以及前沿人工智能设计方法;(3)针对典型负泊松比结构的力学设计进行详细介绍, 主要包括手性结构、方格旋转结构、双箭头内凹结构、内凹蜂窝结构、拉伸扭转效应负泊松比结构等;(4)负泊松比材料与结构的冲击吸能特性及相关的实验、理论和模拟研究;(5)负泊松比材料与结构在汽车轻量化设计领域的典型应用, 主要包括汽车吸能盒、B柱、发动机罩、安全带、悬架、免充气轮胎等典型吸能结构件;(6)负泊松比结构在汽车工程中的应用前景, 所面临技术挑战和巨大应用潜力.      

平行声屏障的陷波模态及其插入损失优化

为了改善平行声屏障的性能，本文基于有限元仿真的方法对其陷波模态和插入损失进行了研究。其中，陷波模态是平行声屏障的固有性质，与其几何参数有关。当陷波模态处于共振频率时，平行声屏障内部声场的声能量达到峰值，同时声波垂直入射到声屏障的顶端，使声影区的衍射声能也达到峰值，最终导致插入损失显著下降。本文还对3种优化平行声屏障插入损失的方法进行了分析。结果表明，楔形和扩散型声屏障可降低声波的多次反射效应对插入损失的影响，但是对陷波模态的改善较小。而吸声型声屏障有效的抑制了陷波模态对插入损失的不利影响，从而改善了平行声屏障的性能。