基于五模超材料的力学隐身斗篷结构设计

发布时间：2020-09-09 20:46

　　 隐身技术广泛应用于军事用途中,主要分为电磁、声学、热学、力学几类隐身斗篷。随着坐标变换方法在电磁隐身斗篷上的成功应用,基于坐标变换原理的声学隐身斗篷和热学隐身斗篷相继出现,对于力学隐身而言,其不能满足基于坐标变换隐身理论的基本条件,即控制方程的形式在发生坐标变换时不总是具有一致性,故基于核-壳模型的力学隐身被提出。本文采用该方法进行了力学隐身斗篷结构设计。论文介绍了坐标变换原理和核-壳模型等效变换两种隐身理论,通过理论分析对比,选取了核-壳模型理论作为力学隐身的理论基础。根据核-壳模型等效变换理论的条件要求,选取了五模超材料作为斗篷结构搭建的材料基础,给出了五模超材料的等效剪切模量和等效体积模量的计算公式。论文针对五模超材料的弹性特性进行了静力学分析。分析了结构参数、基体材料属性、材料截面形状对五模超材料的等效剪切模量、等效体积模量和对这两种等效模量的比值影响,并使用MATLAB进行了数据曲线拟合。此外,根据仿真和拟合结果,给出了该五模超材料的等效体积模量和等效剪切模量的近似公式。论文根据核-壳等效变换理论和对五模超材料弹性特性的分析结论,确定了五模超材料结构参数和圆柱体斗篷结构模型,并提出了隐身性能指标、分析了其隐身性能和探索了长方体、正方体两种非圆柱体斗篷结构。对比了两种加工工艺方式,选取了传统的3D打印技术作为加工方式。由于圆柱体斗篷具有更好的隐身性能,故对所设计的圆柱体斗篷进行了试件加工和制作。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：E11
【部分图文】：

Sikder Sunbeam Islam[8]等人提出了一种新的基于超材料的矩形斗篷，如图1-1所示。该矩形斗篷在微波状态的 C 波段显示出负的介电常数，隐藏金属圆柱体在超材料的负介电常数区域，并已在 500MHz 区域上得到了实验证明。图 1-1 矩形电磁斗篷Adel Rahmani[9]等人研究了离散电磁隐形斗篷附件或内部电偶极子源的辐射动力学，探索了鲁棒性对材料分散和损失的影响。Selvanayagam[10]等人通过等效原理，在物体边界处叠加磁和电表面电流密度，消除物体的散射场。由于由变换光学奇迹设计的电磁不可见装置在材料参数上相对复杂并且不适合一般应用。LuLan[11]等人基于水平集方法制作了单向斗篷，实现了近乎完美的伪装。D. Schurig[12]等人采用人工构造的超材料构造，设计了适用于微波频率范围内的电磁斗篷，该斗篷减少了隐藏物体的散射和阴影，使斗篷和物体的组合开始变得像空的空间，如图 1-

图 1-1 矩形电磁斗篷人研究了离散电磁隐形斗篷附件或对材料分散和损失的影响。Selvan加磁和电表面电流密度，消除物体可见装置在材料参数上相对复杂并方法制作了单向斗篷，实现了近乎完材料构造，设计了适用于微波频率散射和阴影，使斗篷和物体的组合

篷性复合材料等效各向异性材料的设计思声学空腔单元的有效密度达到所需的值学隐身斗篷的探索提供了新的思路。D用两种各向同性声学超材料制成的多层隐身性能，其材料参数在均匀化极限下壳如 1-3 所示。Norris[18]通过理论分析证各向异性的，包括质量密度或机械刚度具有单个体积模量的流体，那么惯性密导致需要一个无限大的斗篷。Boisvert[19列斗篷，这些斗篷由具有各向异性密度各向异性体积模量和各向同性密度。主分析和探索。

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 沈惠杰;温激鸿;郁殿龙;蔡力;温熙森;;基于主动声学超材料的圆柱声隐身斗篷设计研究[J];物理学报;2012年13期

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2 丁扬;一种新型五零能模式材料的动态特性研究[D];大连理工大学;2016年

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4 梁坤;一种五零能模式材料的声学特性及单胞结构参数分析[D];大连理工大学;2016年

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本文编号：2815448