方形晶格夹层板减振性能仿真与优化

采用显式有限元方法,以传输损耗系数(TLC)为评价指标,研究了以钢为边界、铜和硅橡胶交替填充的方形晶格夹层板的减振性能,分析了方形填充尺寸对结构减振性能的影响。首先建立方形晶格夹层板的有限元仿真模型,其次引入传输损耗系数作为目标函数,运用遗传算法对方形晶格夹层板的减振性能进行优化,针对不同应用场景,得到的优化结果表明方形晶格夹层板具有不同减振范围的可调谐性。最后分析优化后的拓扑结构在不同频率下的位移场,可以看出其仍是在局部共振机理作用下,表现出对低频弹性波的强衰减,为拓宽夹层板的低频减振性能与可制造性提供了新的设计思路。     

边界载荷对层级椭圆穿孔板超材料带隙的影响

为探索边界载荷对超材料带隙特性的影响,本文构建了一种层级椭圆穿孔板超材料,将载荷直接作用于结构的边界,采用有限元法研究了边界载荷导致结构变形所引起的带隙变化。建立了3个层级椭圆穿孔板有限元模型,将三维椭圆穿孔板简化为二维平面结构,以便于研究结构的面内带隙特性。分析了有无边界载荷作用时层级椭圆穿孔板的带隙特性、传输损耗和带隙边界对应的振型。结果表明,引入层级设计可降低带隙频率,施加边界载荷可打开更多完全带隙和方向带隙,从而更好地抑制弹性波传播,为穿孔板类超材料设计提供了一种新思路。