金字塔点阵圆筒结构轴向弹性波传递特性研究

摘要

点阵结构的周期和多孔特征使其相较于普通的实体结构具有轻质、耐冲击、减振降噪和高比强度等优势,在航空航天和船舰等领域具有十分广泛的应用前景.本文以金字塔点阵圆筒结构为对象,根据单胞的宽、高和阵列的个数等独立的结构参数进行参数化建模,并利用商用有限元软件计算了点阵圆筒结构轴向振动特性.通过无量纲手段针对归一化频率和相对带宽,系统研究了单胞的宽、高以及杆件直径等关键参数对减振效果的影响.根据参数分析的结果,设计了一种具有低频宽带减振性能的金字塔点阵圆筒结构.使用增材制造技术制作了样件,并进行了振动测试实验,结果表明,实验和有限元模拟的结果基本一致,在500~1500 Hz范围内,结构表现出明显的减振效果,平均的衰减强度达到了50 d B左右.