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题名直曲增强型负泊松比超材料的力学性能与减振研究
被引量：1
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作者
郭世怡
田树才
张小龙
田瑞兰
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机构
石家庄铁道大学工程力学系
银川科技学院
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出处
《动力学与控制学报》
2023年第7期28-37,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12102274,12072203)
河北省自然科学基金(A2022210005)。
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文摘
负泊松比超材料结构作为一种新型智能材料与结构,精确计算超材料结构在大应变下的非线性力学性能对其在工程中的潜在应用具有重要意义.本文在弧形内凹负泊松比结构中加入直杆,设计了一类直杆增强型直曲耦合内凹超材料结构;利用能量法推导出了曲边内凹蜂窝结构的横/纵向等效泊松比与等效弹性模量的解析表达式,讨论结构各参数对结构等效泊松比与等效弹性模量的影响.考虑几何非线性大变形,建立了曲边内凹负泊松比结构的有限元模型,并与线性模拟结果对比,验证了解析表达式的正确性.结果表明,等效泊松比与等效弹性模量均随变形增大而变化,且变形越大差异越明显,大变形下须考虑几何非线性;利用谐响应分析计算结构的加速度级和加速度振级落差,凸显所设计超材料结构的减振性能;分析结构整体减振性能,发现其随层数增加逐渐增大;不随频率变化,在低频范围内对激励产生的响应能够起到抑制作用.因此,合理的设计超材料微结构对结构的低频振动具有很好的抑制作用,对负泊松比超材料减振结构设计具有一定的参考意义.
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关键词
几何非线性
负泊松比结构
有限元模拟
减振
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Keywords
Geometric nonlinearity
negative Poisson's ratio metastructure
finite element simulation
vibration reduction
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分类号
O342
[理学—固体力学]
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