二维蜂窝微桁架周期结构的振动传播特性研究

发布时间：2021-04-03 23:45

　　随着航空航天及现代工业的高速发展,工程应用中对材料性能的要求越来越严苛,这也促进了对复合材料的研究。超材料是一类特殊的复合材料,通过人工搭建特定构型的微结构,经周期性排列后可获得某些特有的力学性能。五零能模式超材料作为一种新型的声学超材料,在声隐身衣的制备方面具有较大的应用前景。通过对五零能模式材料的单胞结构参数的设计可以获得较好的各向异性属性,从而实现对波传播的调控。因此,研究五零能模式材料单胞静态性能对材料的进一步设计与优化具有重要意义。对于五零能模式声学超材料,探究其单胞结构参数与其静态参数之间的关系,对于设计具备特殊功能的材料有着重要意义。本文主要运用渐进均匀化方法预测周期性结构材料低频段范围内的静态力学参数,运用瞬态响应法分析波在五零能模式材料中的传播特性。这里以周期性二维蜂窝微桁架结构为研究对象,主要研究其单胞的几何结构及材料组成对其力学参数的影响,并利用渐进均匀化方法探究其结构的几何参数及材料组成与单胞静态等效力学参数之间的关系及相关规律。结合Norris等人提出的变换声学理论及环形声隐身斗篷的设计方法,选取圆柱坐标系下的坐标变换方程。以渐进均匀化计算的单胞静态参数为依据... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 超材料研究现状
    1.3 五零能模式材料国内外研究现状
        1.3.1 五零能模式材料概述
        1.3.2 五零能模式材料的设计与制备
    1.4 基于变换声学理论的声隐身衣设计
    1.5 本文研究内容
2 周期性材料的均匀化方法
    2.1 周期性结构等效静态参数的计算方法
    2.2 代表体元法
    2.3 渐进均匀化理论
    2.4 数值算例
        2.4.1 二维带圆形孔正方形单胞算例
        2.4.2 三维带柱形孔立方单胞算例
    2.5 本章小结
3 材料模型的建立及等效参数的计算
    3.1 单胞的构型及材料模型的建立
    3.2 单胞的拓扑角度对单胞等效参数的影响
    3.3 单胞几何尺寸对单胞等效参数的影响
    3.4 单胞材料组份对单胞等效参数的影响
    3.5 放大系数对单胞等效参数的影响
    3.6 本章小结
4 基于COMSOL Multiphysics有限元法的实现
    4.1 COMSOL Multiphysics简介
    4.2 有限元法解弹性波动问题
    4.3 平面波与柱面波的加载
        4.3.1 平面波的加载
        4.3.2 柱面波的加载
    4.4 边界条件
        4.4.1 PML边界条件
        4.4.2 低反射边界条件
    4.5 算例
        4.5.1 低反射边界条件下的平面波与柱面波模拟
        4.5.2 完美匹配层（PML）条件下的平面波与柱面波模拟
        4.5.3 算例分析
    4.6 本章小结
5 环形隐身斗篷数值模拟
    5.1 环形隐身斗篷基础理论
    5.2 构建环形斗篷模型
    5.3 平面波入射仿真模拟
    5.4 柱面波入射仿真模拟
    5.5 本章小结
结论
参考文献
附录A 渐进均匀化在ANSYS上的实现
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3117309