海螺结构陶瓷造型共鸣音效研究

当下,城市噪声污染使得很多人感到郁闷,对自然之声的渴求越来越大,却难以发现藏匿在树丛间、小溪旁的自然之声,这些声音人们一般称其为白噪声,研究表明白噪声对人的身心健康有积极作用。说起自然之声,自然联想到海声,有传言海螺内的声音是大海的声音。事实上海螺的声音并非来自海洋,而是对周围环境声音的共鸣,是靠自身特殊的结构而发出的白噪声。本文希望利用陶瓷材料,在探究它的过程中获得某些灵感。

3D打印仿海螺壳-珍珠贝壳混合设计复合材料的动态响应

通过静态三点弯和动态三点弯实验,研究了基于海螺壳和珍珠贝壳层的仿生混合设计复合材料在不同应变率下海螺壳单元倾斜角度对试样断裂行为的影响。使用软相和硬相两种基体材料通过3D打印技术制备4组试样,基于准静态和动态三点弯冲击实验,得到了4组试样的载荷-位移曲线和起裂功等参数。结果表明:不同应变率下结构发生不同的裂纹偏转路径,在较低的应变率下,45°样品强度高,吸能效果好,30°样品断裂韧性较好;在较高应变率下,45°样品强度与韧性较好。最后,通过落锤实验,研究了不同冲击速度对混合设计结构板破坏的影响,得到了临界破坏速度及两种破坏模式。落锤实验表明,当冲击速度达到1.8 m/s时,继续增加冲击速度至2.0 m/s对仿海螺壳-珍珠贝壳结构的动态响应无明显影响。结构起裂前吸收的能量和起裂后吸收的能量在总吸能中的占比趋于稳定。