一种手性声学超材料板的结构设计方法技术

本发明专利技术提供了一种手性声学超材料板的结构设计方法，所述方法包括：以手性框架为边界，利用有限元数值模拟评估手性晶格的力学性能；在手性框架结构中布置谐振单元，根据局域共振机理，使结构在低频范围内产生多条局域共振带隙，实现低频范围内的振动衰减；以及制作手性声学超材料板，针对不同的应用场景，改变手性声学超材料板的材料构成和周期性阵列数目，从而实现不同衰减级别的结构减振。本发明专利技术的手性声学超材料板的结构设计方法具有很好的可调控性，可应用于各种需避免振动干扰的场合。可应用于各种需避免振动干扰的场合。可应用于各种需避免振动干扰的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种手性声学超材料板的结构设计方法


[0001]本专利技术涉及声学超材料
，具体地，涉及一种手性声学超材料板的结构设计方法。

技术介绍

[0002]声学超材料是人工制造的一种复合结构，由于它结构尺寸单元远小于声波波长，具有很多自然材料所不具备的特殊性质，极大地扩展了声学材料的内涵及其应用领域。目前包含圆环和其四周环绕的韧带组成的手性结构与声学超材料的结合，在人工微结构材料研究界越来越受到关注，在手性框架的力学性能的理论分析上，同时引入了一个新的材料常数来表征手性效应，解析地导出了本构方程和控制方程，这为研究手性对平面各向同性固体力学行为的影响提供一个有用的工具。由于手性蜂窝材料同时具有引发的布拉格的散射周期性和局部共振能量集中的高阻抗比，从而在特定频段内形成带隙，完成对波的衰减。
[0003]然而，目前大多数研究都分别集中在力学特性和带隙特性上，只有层级结构的研究开始统筹力学和声学特性，并且带隙特性相对较高，不能很好的完成工程领域要求的减振性能。另外，这种分离研究在带隙特性的研究中忽略了工程应用工况，过于理想化的单一带隙特性设计，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手性声学超材料板的结构设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：以手性框架为边界，利用有限元数值模拟评估手性晶格的力学性能；在手性框架结构中布置谐振单元，根据局域共振机理，使结构在低频范围内产生多条局域共振带隙，实现低频范围内的振动衰减；以及制作手性声学超材料板，针对不同的应用场景，改变手性声学超材料板的材料构成和周期性阵列数目，从而实现不同衰减级别的结构减振。2.根据权利要求1所述的手性声学超材料板的结构设计方法，其特征在于，所述以手性框架为边界，利用有限元数值模拟评估手性晶格的力学性能的步骤具体包括：有限元模型利用COMSOL Multiphysics仿真平台创建而成，其中的二维结构由2
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4个手性元胞组成。3.根据权利要求1所述的手性声学超材料板的结构设计方法，其特征在于，所述手性框架作用是提供刚性支撑和拉胀特性，并提供谐振单元的布置空间，所述手性框架和谐振单元相互紧密接触无间隙，从而保证弹性波在结构中连续传播。4.根据权利要求3所述的手性声学超材料板的结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳奉华，郭辉，孙裴，王岩松，袁涛，金文超，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：