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具有三条支杆的有限周期手性结构的频率响应特性

DOI:10.1177/0954410019827170 期刊:Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering 出版年份:2019 更新时间:2026-01-09 18:46:21
摘要: 采用有限元方法建立了具有三条韧带的手征结构频率响应模型。通过施加单位简谐激励力,获取了作用点及远离该点处的位移响应,研究了不同几何参数与节点填充物对中低频段响应特性的影响。结果表明:节点半径、韧带厚度和韧带长度对手征结构频率响应特性具有显著影响;通过改变限周期手征结构的节点半径可调节带隙起始频率与间隙宽度;节点填充物能改变带隙起始频率与宽度,从而获得低频窄带隙。当振动频率处于带隙范围内时,该三条韧带手征结构具有良好的衰减特性。本研究结果可为航空航天工程中手征结构设计提供参考依据。
作者: Xunwen Su,Dongmei Zhu,Chao Zheng,Mileta M Tomovic
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研究概述 实验方案 设备清单

研究具有三条支杆的有限周期手性结构的频率响应特性,包括中低频下几何参数和填充物对带隙特性的影响。

具有三条连接臂的有限周期手性结构展现出受几何参数和填充物影响的可调带隙特性。增大节点半径或连接臂长度会降低带隙起始频率和宽度,而增加连接臂厚度则会提升这些参数。节点半径的梯度变化呈现相似的带隙特征,但负梯度能实现更好的隔离效果。填充物(特别是具有特定半径比的钢柱)可产生低频窄带隙。该结构在带隙范围内具有良好的振动衰减性能,为航空航天应用提供了设计思路。

该研究仅限于具有三条支杆的有限周期性手性结构,在特定几何与材料参数条件下进行。分析基于采用有限元法(FEM)的数值模拟,可能无法完全反映实际复杂性(如制造缺陷或环境因素)。频率范围限定为0-6000赫兹,且仅针对中低频段研究了相关效应。

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