多胞局域共振型超材料的减振实验研究
作者:
作者单位:

南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室, 南京210016

作者简介:

吴昆,男,博士研究生,E-mail: wukun@nuaa.edu.cn。

通讯作者:

胡海岩,男,博士,教授,中国科学院院士,发展中国家科学院院士;兼任中国科学院学部主席团成员,国家科学技术奖励委员会委员,国务院学位委员会力学学科评议组召集人,中国振动工程学会理事长等。在振动控制系统的非线性动力学、非局部弹性结构的波动力学、飞行器机载设备的非线性隔振、空间结构展开动力学等方面取得重要成果。获国家自然科学奖2项、国家科技进步奖1项,以及何梁何利科学技术奖和周培源力学奖等。E-mail: hhyae@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

V232.4

基金项目:


Experimental Study on Vibration Attenuation via a Multi-cell and Locally-Resonant Metamaterial
Author:
Affiliation:

State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China

Fund Project:

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    摘要:

    弹性波/声波超材料具有许多超常力学性质,为航空、航天和船舶等领域的装备减振降噪提供了新途径。本文介绍多胞局域共振型超材料的减振实验研究。该研究基于局域共振元胞的频散分析、波动传递率分析和周期结构的振动响应计算,讨论了超材料在带隙频率区内外的波动传播。设计制造了具有低频带隙的轻质周期性局域共振超材料构型,并用于空间桁架结构的振动抑制实验。实验结果表明,在15~45 Hz的带隙频率区间,多胞超材料减振装置可使振动传递率降低30 dB以上,展现出良好的减振效果。

    Abstract:

    Elastic/acoustic metamaterials hold many exceptional mechanical properties, and provide a new way for the vibration and noise reduction of equipment in aerospace engineering and ship engineering. This paper presents an experimental study on vibration attenuations via a multi-cell and locally-resonant metamaterial. First, the paper discusses the wave propagations of metamaterials inside and outside the bandgap by means of the dispersion analysis, the wave transmissibility analysis, as well as the numerical computations on the vibrations of a periodic metamaterial. Second, the paper introduces a lightweight configuration of periodic locally-resonant metamaterial with bandgaps at the low frequency range. The experimental results show that the vibration transmissibility decreases by 30 dB in the frequency range of 15—45 Hz, exhibiting a good performance of vibration attenuation connecting space truss structure.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

吴昆,高玉强,王立峰,金栋平,胡海岩.多胞局域共振型超材料的减振实验研究[J].南京航空航天大学学报,2022,54(5):908-914

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  • 收稿日期:2022-07-10
  • 最后修改日期:2022-09-29
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  • 在线发布日期: 2022-10-28
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