噪声与振动控制 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (4): 293-299.

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恒力超材料设计与吸振作用研究

石谨,陈建恩,申军毅,方欢   

  1. 天津理工大学机械工程学院
  • 收稿日期:2025-04-09 修回日期:2025-06-10 出版日期:2026-08-18 发布日期:2026-08-13
  • 通讯作者: 陈建恩

  • Received:2025-04-09 Revised:2025-06-10 Online:2026-08-18 Published:2026-08-13
  • Contact: Jianen -Chen

摘要: 为使竖置工作状态的强非线性吸振装置结构化以进而实现小型化,设计了一种具有恒力特性的单胞结构。通过解析计算、有限元仿真、静力试验,验证了单胞的恒力特性。通过单胞的串联与并联,设计了一种结构紧凑的恒力超材料。使用3D打印技术加工了试验装置,并通过振动试验研究了超材料的吸振效果。利用线性扫频试验获得了主振子扫频响应,并利用定频简谐激励获得了主振子的幅频响应曲线。结果显示,恒力超材料可使主振子共振峰显著降低,证明了该超材料的良好吸振能力。此外,在激励加速度较小时,吸振能力随着激励加速度的增大呈现下降趋势,但当激励加速度达到一定值后,吸振能力将逐渐增强。该超材料具有两种振动模式,并存在特定的激发阈值。激励较小时仅上层结构起作用,但激励加速度达到一定值后,下层结构被激发,二者协同作用实现有效的振动吸收。

关键词: 恒力, 超材料, 吸振, 振动试验