折叠超材料的冲击响应和振动特性

发布时间：2020-11-06 04:19

　　 通过R-W方法对Miura折叠超材料进行了建模。Miura折叠超材料是周期性结构,结构中存在多个闭环,属于非树系统。在建模过程中,通过将模型转化为拓扑构形,进行每个闭环内切断铰的过程,使得结构变成派生树系统,继而完成建模及运算。使用MATLAB进行建模计算,结果良好。同时研究了不同切断铰的方法,为折叠超材料的力学建模提供一定依据。折叠超材料基于折叠结构发展而来,具有超常的物理性能。应用ADAMS分析典型的三种结构模型,在力和位移两种简谐激励下,不同折痕刚度对Miura折叠超材料振动响应的影响。结果表明,单自由度结构的Miura模型在两种激励下频率响应类似,通过改变折痕刚度可以改变其共振频率,达到很好的低频隔振效果。多自由度模型可以通过增加堆叠数量降低共振频率。为Miura折叠结构的隔振设计提供一定理论参考。研究了Miura折叠超材料堆叠模型的冲击响应,应用ADAMS研究了不同折痕刚度,不同阻尼,冲击载荷幅值对其冲击响应的影响。结果表明,在冲击载荷的作用下,存在两种机械波:冲击波和振动波,除第一层外,其余Miura单元会出现先拉伸后压缩的变形特征。改变折痕刚度,可以改变机械波的传播速度和不同层面最大应变幅值的比值,同时,稳态时多层堆叠Miura折叠超材料的响应存在很大差异;改变阻尼系数,对振动波的影响更为明显;改变冲击载荷幅值,稳态时的响应几乎不变。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB34
【部分图文】：

4 各种声学超材料[23,25].4 Different acoustic metamaterials拉胀材料 ，该材料具有负泊松比[30]；还包括非线性等特性的力学超材料[30-37]，以及本文所图 5 为各种力学超材料。

图 6 折叠超材料电磁波吸收器[38]Fig.6 Origami-inspired metamaterial absorbers环谐振器应用在折叠结构中，设计出了一段的波导中的研究发现通过改变该折叠超

图 7 基于开环谐振器的Fig.7 The foldable metam在力学领域，如图 8-10 所示，Schenk折叠超材料：单层壳单元 Miura 折叠ra 折叠超材料纵向堆叠而成的晶胞 Miu
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本文编号：2872640