隨著航空航天及現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展,工程應用中對材料性能的要求越來越嚴苛,這也促進了對復合材料的研究。超材料是一類特殊的復合材料,通過人工搭建特定構(gòu)型的微結(jié)構(gòu),經(jīng)周期性排列后可獲得某些特有的力學性能。五零能模式超材料作為一種新型的聲學超材料,在聲隱身衣的制備方面具有較大的應用前景。通過對五零能模式材料的單胞結(jié)構(gòu)參數(shù)的設計可以獲得較好的各向異性屬性,從而實現(xiàn)對波傳播的調(diào)控。因此,研究五零能模式材料單胞靜態(tài)性能對材料的進一步設計與優(yōu)化具有重要意義。對于五零能模式聲學超材料,探究其單胞結(jié)構(gòu)參數(shù)與其靜態(tài)參數(shù)之間的關系,對于設計具備特殊功能的材料有著重要意義。本文主要運用漸進均勻化方法預測周期性結(jié)構(gòu)材料低頻段范圍內(nèi)的靜態(tài)力學參數(shù),運用瞬態(tài)響應法分析波在五零能模式材料中的傳播特性。這里以周期性二維蜂窩微桁架結(jié)構(gòu)為研究對象,主要研究其單胞的幾何結(jié)構(gòu)及材料組成對其力學參數(shù)的影響,并利用漸進均勻化方法探究其結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)及材料組成與單胞靜態(tài)等效力學參數(shù)之間的關系及相關規(guī)律。結(jié)合Norris等人提出的變換聲學理論及環(huán)形聲隱身斗篷的設計方法,選取圓柱坐標系下的坐標變換方程。以漸進均勻化計算的單胞靜態(tài)參數(shù)為依據(jù)... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 超材料研究現(xiàn)狀
    1.3 五零能模式材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 五零能模式材料概述
        1.3.2 五零能模式材料的設計與制備
    1.4 基于變換聲學理論的聲隱身衣設計
    1.5 本文研究內(nèi)容
2 周期性材料的均勻化方法
    2.1 周期性結(jié)構(gòu)等效靜態(tài)參數(shù)的計算方法
    2.2 代表體元法
    2.3 漸進均勻化理論
    2.4 數(shù)值算例
        2.4.1 二維帶圓形孔正方形單胞算例
        2.4.2 三維帶柱形孔立方單胞算例
    2.5 本章小結(jié)
3 材料模型的建立及等效參數(shù)的計算
    3.1 單胞的構(gòu)型及材料模型的建立
    3.2 單胞的拓撲角度對單胞等效參數(shù)的影響
    3.3 單胞幾何尺寸對單胞等效參數(shù)的影響
    3.4 單胞材料組份對單胞等效參數(shù)的影響
    3.5 放大系數(shù)對單胞等效參數(shù)的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 基于COMSOL Multiphysics有限元法的實現(xiàn)
    4.1 COMSOL Multiphysics簡介
    4.2 有限元法解彈性波動問題
    4.3 平面波與柱面波的加載
        4.3.1 平面波的加載
        4.3.2 柱面波的加載
    4.4 邊界條件
        4.4.1 PML邊界條件
        4.4.2 低反射邊界條件
    4.5 算例
        4.5.1 低反射邊界條件下的平面波與柱面波模擬
        4.5.2 完美匹配層（PML）條件下的平面波與柱面波模擬
        4.5.3 算例分析
    4.6 本章小結(jié)
5 環(huán)形隱身斗篷數(shù)值模擬
    5.1 環(huán)形隱身斗篷基礎理論
    5.2 構(gòu)建環(huán)形斗篷模型
    5.3 平面波入射仿真模擬
    5.4 柱面波入射仿真模擬
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 漸進均勻化在ANSYS上的實現(xiàn)
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3117309