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含局域共振单元复合材料格栅夹芯结构的吸声性能研究
被引量:
2
1
作者
罗英勤
楼京俊
张焱冰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期291-296,共6页
提出了一种耐静压的复合材料格栅夹芯吸声结构。格栅格内填充聚氨酯基体,基体内嵌入软橡胶包覆的铁球作为局域共振散射体单元。采用有限元方法对结构在常压和3 MPa静压下的吸声性能进行了对比计算,结果表明静压下结构吸声性能稳定。通...
提出了一种耐静压的复合材料格栅夹芯吸声结构。格栅格内填充聚氨酯基体,基体内嵌入软橡胶包覆的铁球作为局域共振散射体单元。采用有限元方法对结构在常压和3 MPa静压下的吸声性能进行了对比计算,结果表明静压下结构吸声性能稳定。通过建立吸声系数曲线、平均能耗曲线、位移场和能耗密度场的关系,对结构吸声机理进行了分析。最后采用遗传算法对结构的宽频吸声性能进行了优化设计,优化后平均吸声性能提高150%且在低频点处吸声系数达到0.99,此时结构厚度小于λ/14,实现了小尺寸控制大波长低频声波。有望通过增加更多材料和结构参数或在不同格栅格填充针对不同低频点完美吸声的微结构来实现低频宽带吸声结构设计。
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关键词
复合材料
格栅夹芯结构
局域共振单元
遗传算法
静压
水下吸声性能
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职称材料
非均匀温度影响下格栅夹芯结构微极梁等效方法
2
作者
张锐
冯亚
杨硕
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2018年第6期672-680,共9页
通过胞元能量等效的方法,将格栅夹芯结构等效为连续的微极弹性材料,得到了等效微极弹性材料的本构关系.利用几何关系与平衡条件建立了微极梁受热变形的控制方程组,给出了微极梁位移随温度载荷变化的表达式.通过对比等效微极梁模型、夹...
通过胞元能量等效的方法,将格栅夹芯结构等效为连续的微极弹性材料,得到了等效微极弹性材料的本构关系.利用几何关系与平衡条件建立了微极梁受热变形的控制方程组,给出了微极梁位移随温度载荷变化的表达式.通过对比等效微极梁模型、夹层梁模型和ANSYS有限元软件计算的非均匀温度影响下悬臂格栅夹层梁受热弯曲变形的数值结果,验证了微极弹性等效的有效性.结果表明,将不连续的格栅夹芯结构等效为连续介质构成的模型时,由于约束的增加、自由度的减少,需要更多的应力、应变参量来描述其非局部的特性.
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关键词
格栅夹芯结构
微极等效
温度载荷
非局部性
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职称材料
十字嵌锁型格栅夹芯结构设计及低速冲击性能
被引量:
3
3
作者
曹忠亮
朱昊
+1 位作者
董明军
何庆
《复合材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期1190-1207,共18页
针对传统复合材料格栅夹芯结构极限承载能力较低、单胞封闭易造成水汽凝结的问题,在分析管胞微观结构和功能性的基础上,提出一种新型十字嵌锁型格栅夹芯结构。首先选取最小体积(最小质量)和最小变形(最大刚度)为优化目标,利用第二代非...
针对传统复合材料格栅夹芯结构极限承载能力较低、单胞封闭易造成水汽凝结的问题,在分析管胞微观结构和功能性的基础上,提出一种新型十字嵌锁型格栅夹芯结构。首先选取最小体积(最小质量)和最小变形(最大刚度)为优化目标,利用第二代非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)完成多目标优化,采用三维Hashin失效准则和改进的刚度退化方法建立格栅夹芯板的冲击渐进损伤有限元分析模型,研究多种低速冲击载荷对不同相对密度夹芯结构的不同位置的破坏机制及力学响应。结果表明:新型格栅夹芯结构表现出良好的低速冲击阻抗,其随芯子的空间分布存在差异,格栅间隙处的抗冲击性能较弱,芯子密度的提高不能有效增强该位置处的冲击强度,夹芯结构所受到的破坏远远大于冲击器撞击格栅交点处的情况;受不同冲击位置和冲击速度的影响,载荷-时间和位移-时间曲线呈现出不同的典型模式,芯子出现屈曲、分层、粘接剥离、折弯变形等失效形式,复合材料上面板发生混合损伤,随着冲击速度的增加,芯子和面板的损伤程度也愈严重。
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关键词
格栅夹芯结构
多目标优化
低速冲击
失效准则
破坏机制
原文传递
题名
含局域共振单元复合材料格栅夹芯结构的吸声性能研究
被引量:
2
1
作者
罗英勤
楼京俊
张焱冰
机构
海军工程大学舰船与海洋学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期291-296,共6页
文摘
提出了一种耐静压的复合材料格栅夹芯吸声结构。格栅格内填充聚氨酯基体,基体内嵌入软橡胶包覆的铁球作为局域共振散射体单元。采用有限元方法对结构在常压和3 MPa静压下的吸声性能进行了对比计算,结果表明静压下结构吸声性能稳定。通过建立吸声系数曲线、平均能耗曲线、位移场和能耗密度场的关系,对结构吸声机理进行了分析。最后采用遗传算法对结构的宽频吸声性能进行了优化设计,优化后平均吸声性能提高150%且在低频点处吸声系数达到0.99,此时结构厚度小于λ/14,实现了小尺寸控制大波长低频声波。有望通过增加更多材料和结构参数或在不同格栅格填充针对不同低频点完美吸声的微结构来实现低频宽带吸声结构设计。
关键词
复合材料
格栅夹芯结构
局域共振单元
遗传算法
静压
水下吸声性能
Keywords
composite grid sandwich structure
local resonance element
genetic algorithm
static pressure
underwater sound absorption performance
分类号
TB56 [交通运输工程—水声工程]
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职称材料
题名
非均匀温度影响下格栅夹芯结构微极梁等效方法
2
作者
张锐
冯亚
杨硕
机构
天津科技大学机械工程学院
天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2018年第6期672-680,共9页
基金
天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室(热力耦合作用下弹塑性材料空穴萌生及增长对材料性能的影响(2016LIMFE04))对本文的资助
文摘
通过胞元能量等效的方法,将格栅夹芯结构等效为连续的微极弹性材料,得到了等效微极弹性材料的本构关系.利用几何关系与平衡条件建立了微极梁受热变形的控制方程组,给出了微极梁位移随温度载荷变化的表达式.通过对比等效微极梁模型、夹层梁模型和ANSYS有限元软件计算的非均匀温度影响下悬臂格栅夹层梁受热弯曲变形的数值结果,验证了微极弹性等效的有效性.结果表明,将不连续的格栅夹芯结构等效为连续介质构成的模型时,由于约束的增加、自由度的减少,需要更多的应力、应变参量来描述其非局部的特性.
关键词
格栅夹芯结构
微极等效
温度载荷
非局部性
Keywords
grid sandwich structure
micropolar equivalence
temperature load
nonlocality
分类号
O342 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
十字嵌锁型格栅夹芯结构设计及低速冲击性能
被引量:
3
3
作者
曹忠亮
朱昊
董明军
何庆
机构
江苏理工学院机械工程学院
出处
《复合材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期1190-1207,共18页
基金
江苏省高等学校自然科学研究重大项目(21KJA460004)
国家自然科学基金(51705266)。
文摘
针对传统复合材料格栅夹芯结构极限承载能力较低、单胞封闭易造成水汽凝结的问题,在分析管胞微观结构和功能性的基础上,提出一种新型十字嵌锁型格栅夹芯结构。首先选取最小体积(最小质量)和最小变形(最大刚度)为优化目标,利用第二代非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)完成多目标优化,采用三维Hashin失效准则和改进的刚度退化方法建立格栅夹芯板的冲击渐进损伤有限元分析模型,研究多种低速冲击载荷对不同相对密度夹芯结构的不同位置的破坏机制及力学响应。结果表明:新型格栅夹芯结构表现出良好的低速冲击阻抗,其随芯子的空间分布存在差异,格栅间隙处的抗冲击性能较弱,芯子密度的提高不能有效增强该位置处的冲击强度,夹芯结构所受到的破坏远远大于冲击器撞击格栅交点处的情况;受不同冲击位置和冲击速度的影响,载荷-时间和位移-时间曲线呈现出不同的典型模式,芯子出现屈曲、分层、粘接剥离、折弯变形等失效形式,复合材料上面板发生混合损伤,随着冲击速度的增加,芯子和面板的损伤程度也愈严重。
关键词
格栅夹芯结构
多目标优化
低速冲击
失效准则
破坏机制
Keywords
grid sandwich structure
multi-objective optimization
low speed impact
failure criterion
failure mechanism
分类号
TB330.1 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
含局域共振单元复合材料格栅夹芯结构的吸声性能研究
罗英勤
楼京俊
张焱冰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
2
非均匀温度影响下格栅夹芯结构微极梁等效方法
张锐
冯亚
杨硕
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2018
0
下载PDF
职称材料
3
十字嵌锁型格栅夹芯结构设计及低速冲击性能
曹忠亮
朱昊
董明军
何庆
《复合材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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