轻质嵌入式超结构的低频抑振研究

作者：赵伟佳,王倚天,朱睿,胡更开,胡海岩

摘要：轻质结构在航天、航空与车辆等重要工程领域应用广泛.传统的点阵与栅格轻质结构虽具有优秀的静力学性能,但往往难以兼具优良的动态力学性能.近年来出现的超结构具有可定制化设计的人工微结构,从而具有传统工程结构所不具备的奇特力学性能,有望解决后者在静承载与动态功能设计上的固有矛盾,进而为轻质承载结构带来颠覆性的低频抑振方法.本文首先提出一种以蜂巢栅格结构为基体的超结构,通过在栅格空隙中嵌入树脂3D打印的轻质亚波长谐振微结构,实现了针对单一形式振动的隔离.然后,针对不同方向的振动与耦合形式的振动,通过定制化的微结构排布,实现了对多形式振动的有效抑制.最后,针对轻质结构在航天工程等领域面临的低频振动难题,通过几何优化和准零刚度设计两种方法改进嵌入式超结构,并从数值和实验上验证了其低频抑振效果.

发文机构：北京理工大学宇航学院力学系

关键词：超结构轻质准零刚度低频隔振极化3D打印metastructurelightweightquasi-zero stiffnesslow frequency vibration isolationpolarization3D printing

分类号： TB34[一般工业技术—材料科学与工程]