申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2023-03-09

公开（公告）日：2024-05-28

公开（公告）号：CN116341222B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;F16F15/02;G06F119/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.28#授权;2023.07.14#实质审查的生效;2023.06.27#公开

摘要：本发明公开了一种树形结构的声学黑洞动力吸振器的设计方法，基于声学黑洞原理，设计了一种包含多个声学黑洞单元的树形声学黑洞动力吸振器。与相同质量与阻尼材料的只包含一个声学黑洞单元的声学黑洞动力吸振器对比发现，树形结构的声学黑洞动力吸振器具有更高的模态密度，因此其具有更优异的减振效果。

主权项：1.一种树形结构的声学黑洞动力吸振器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1基于声学黑洞原理，利用多个声学黑洞单元设计一种树形结构的动力吸振器；所述动力吸振器包含多个一维声学黑洞单元，将等截面梁作为各声学黑洞单元间的连接器，连接器作为“树干”，各声学黑洞单元作为“分枝”，不同“分枝”采取完全相同或不同的声学黑洞单元，构成了一个树形结构的声学黑洞动力吸振器；2确定树形声学黑洞动力吸振器各部分的尺寸参数和材料参数；尺寸参数包括声学黑洞单元均匀段长度L1、厚度h1，楔形段长度L2、截断厚度h0，阻尼层厚度hd，连接器长度Lc、厚度hc；材料参数包括铝的杨氏模量E1、密度ρ1、损耗因子η1，阻尼层的杨氏模量E2、密度ρ2、损耗因子η2；若减振的目标频率范围下限是f，则声学黑洞单元楔形段长度L2由以下公式得到： 3利用多体系统传递矩阵法，计算树形声学黑洞动力吸振器的模态损耗因子；利用线性分叉多体系统传递矩阵法对树形声学黑洞动力吸振器进行动力学建模，声学黑洞单元和连接器均采用欧拉伯努利梁模型，将树形声学黑洞动力吸振器简化为一个多元件组成分叉多体系统；将步骤2中给定的参数代入欧拉伯努利梁的传递矩阵中得到各元件的传递矩阵，根据树形声学黑洞动力吸振器对应的分叉多体系统的拓补结构进行各元件传递矩阵的“拼装”得到总传递矩阵；将边界条件代入总传递矩阵得到对应的特征方程，然后利用递归特征根搜索算法求解该特征方程，即可得到树形声学黑洞动力吸振器的模态损耗因子；4主结构采用梁结构，确定主结构的尺寸参数和材料参数；5确定动力吸振器在主结构上的安装位置，将其作为主结构上的附加减振装置；6给主结构施加一个点载荷，利用多体系统传递矩阵法，分别计算主结构在附加和不附加树形声学黑洞动力吸振器时，主结构上驱动点的稳态响应；所述步骤6中利用线性分叉多体系统传递矩阵法对组合系统进行动力学建模，主结构采用欧拉伯努利梁模型，将组合系统简化为一个多元件组成分叉多体系统；将步骤2、步骤4中给定的参数代入欧拉伯努利梁的传递矩阵得到各元件的传递矩阵，根据组合系统对应的分叉多体系统的拓补结构进行各元件传递矩阵的“拼装”得到总传递矩阵；然后将组合系统的边界条件和所受点载荷代入总传递方程，即可计算附加树形声学黑洞动力吸振器时主结构上驱动点的稳态响应；当主结构未附加动力学吸振器时，只需将步骤2、步骤4中有关的动力吸振器尺寸参数设为0，即可得到相同边界条件和载荷条件下未附加动力吸振器时主结构上驱动点的稳态响应。

全文数据：

权利要求：

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