内嵌异质声学黑洞阵列板结构的阻尼演化机制研究

声学黑洞是一种有效的被动减振结构.这种结构的特点在于可以俘获结构中的弯曲波形成高能量密度区域,从而通过附加阻尼材料来实现高效率的振动能量耗散.基于这种声学黑洞效应,本文通过有限元仿真与实验探究了单个声学黑洞与声学黑洞阵列的动力学性能.研究发现,声学黑洞阵列可以有效地提高整体板结构的模态密度和模态损耗因子,从而在较宽的频率范围下实现更好的减振性能.为了进一步揭示声学黑洞结构的阻尼损耗机理,建立了声学黑洞与阻尼材料的耦合模型并进行了参数化讨论.结果表明,系统的模态损耗因子不仅与阻尼材料的性能有关,而且还取决于阻尼材料所覆盖的结构模态动能的大小.同时,模态密度则由结构的几何尺寸决定.此外,本文对声学黑洞阵列中不同单元的作用也进行了探讨,并分析了不同类型声学黑洞阵列结构的动力学性能.结果表明,异质声学黑洞阵列比传统的均匀阵列在宽频范围内具有更稳定的动力学性能.这些研究有利于声学黑洞阵列在减振降噪方面的实际工程应用.