超轻有序多孔结构声振特性及其低频减振降噪研究

超轻有序多孔结构，也即周期性点阵桁架类夹芯结构，被认为是当前最有前景的新型先进轻质超强韧结构，在高速列车、航空航天、船舶、机械等工程领域具有广泛而重要的应用前景，成为诸多领域的研究热点和重要前沿。研究超轻有序多孔结构的振动、噪声及其控制，对其工程应用至关重要。然而，与传统工程结构相比，超轻多孔结构的构型更趋复杂化和多样化，对其振动、噪声与控制的研究面临新的挑战，是一个亟待解决的重要课题。本项目拟针对超轻有序多孔结构在车辆、飞行器、舰船等典型装备的应用背景，运用周期结构相关理论和研究方法，深入研究其振动噪声机理和特性，建立准确快捷的声振特性计算平台。在此基础上，借鉴局域共振声子晶体低频带隙原理，提出超轻有序多孔结构低频减振降噪的技术途径，并面向工程应用，实现其低频减振降噪综合优化设计。本项目的研究结论将有助于认识和改进超轻有序多孔结构的声振特性，对其工程应用具有重要参考价值。

超轻有序多孔结构在高速列车、航空航天、船舶、机械等工程领域具有广泛而重要的应用，是诸多领域的研究热点和重要前沿。研究超轻有序多孔结构的振动、噪声及其控制，对其工程应用至关重要。然而，与传统工程结构相比，超轻多孔结构的构型更趋复杂化和多样化，对其振动、噪声与控制的研究面临新的挑战，是一个亟待解决的重要课题。本项目针对超轻有序多孔结构在车辆、飞行器、舰船等典型装备的应用背景，围绕其声振特性分析及其低频减振降噪问题，重点开展了这四个方面的工作：(1) 超轻有序多孔结构的声振特性建模研究；(2)超轻有序多孔结构的振动噪声特性分析研究；(3)超轻有序多孔结构的减振降噪设计研究；(4) 超轻有序多孔结构的减振降噪实验研究。取得的主要创新成果包括： (1) 运用波有限元法建立了典型一维、二维超轻有序多孔结构的波传播与强迫振动分析模型；(2)基于局域共振带隙原理，提出了超轻有序多孔结构低频减振降噪设计的新方法；(3) 深入揭示了局域共振型周期杆、梁、板结构中的弹性波带隙调控规律和机理，为超轻有序多孔结构的减振降噪设计奠定了基础理论。总之，本项目的研究成果将有助于认识和改进超轻有序多孔结构的声振特性，对其工程应用有重要参考价值。