仿蝴蝶形蜂窝结构夹层板的振动特性研究

关淮桐， 田瑞兰， 张子文

(1.石家庄铁道大学 工程力学系，河北 石家庄 050043； 2.石家庄铁道大学 交通运输学院，河北 石家庄 050043)

近年来，人们设计出各种的超材料，如声学超材料，电磁超材料和机械超材料等[1-3]。其中机械超材料指的是一组具有反直觉力学性能的人造结构。随着增材制造技术的快速发展，负泊松比超材料因其巨大的应用潜力而受到广泛关注[4-6]。Shen等[7]采用电子束熔炼(EBM)方法设计并制造一种新型的Ti-6Al-4V三维可重入晶格负泊松比蜂窝结构，将二维结构构件组合成三维可重入的点阵生成结构，通过梁理论推导出几何设计参数与结构力学性能的关系，与经典的可重入点阵结构相比，发现新型三维可重入点阵结构具有更好的力学性能、更强的吸能能力和更大的设计范围。张子文等[8]在蝴蝶图案结构和星形蜂窝结构的基础上，构造了一种新型的仿蝴蝶蜂窝(BSH)结构，实现负泊松比与面内刚度的耦合改进，探讨泊松比与结构参数的关系，并采用Gamultiobj多目标遗传算法，选出最优解作为新型结构优化设计的解，发现BSH结构的相对弹性模量和仿形效应均有较大提高，同时在保持高仿形效应的同时，结构的刚度也有所提高。Bacigalupo等[9]提出适当的数值技术解决机器学习技术在声学超材料中的优化设计问题，研究低频带隙振幅的最大化，讨论径向基函数网络和Quasi-Monte Carlo方法插值这类优化问题目标函数的可行性和有效性，并给出了它们在具有四手性微观结构的特定声学超材料中的数值应用。……