作為21世紀剛剛出現(xiàn)的一類人工復合材料,超材料的產(chǎn)生有著非常重要的意義。超材料特殊之處在于:新奇的人工結(jié)構(gòu)、反常的物理性質(zhì)、性質(zhì)由結(jié)構(gòu)決定。這使得通過材料結(jié)構(gòu)控制材料性質(zhì)成為了可能,由發(fā)現(xiàn)材料的性質(zhì)并加以利用轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)所需材料性質(zhì)去設(shè)計結(jié)構(gòu),極大的推進了復合材料的發(fā)展。超材料涉及的領(lǐng)域包括光學、電磁學、熱學、力學、聲學等。五零能模式材料是一種典型的聲學超材料,這種超材料的組成成分均為普通材料。這種材料的結(jié)構(gòu)是由桿件構(gòu)成微桁架單胞構(gòu)型,并對單胞進行周期陣列得到的宏觀上的五零能模式材料結(jié)構(gòu)。五零能模式材料主要特征在于其彈性系數(shù)矩陣特征值有且僅有一個不為零,這種材料宏觀表現(xiàn)為只能承受來自一個方向的載荷。對這種材料來講,其尺寸結(jié)構(gòu)可以直接對材料的外在特性產(chǎn)生影響,但如果對其直接進行尺寸設(shè)計會減弱其聲學性能,不能很好地利用其特殊性能。五零能模式材料主要用于設(shè)計波的傳播路徑,實現(xiàn)聲音的隱身。本文針對一種五零能模式材料單胞,利用組分材料參數(shù)和單胞結(jié)構(gòu)參數(shù)對超材料等效力學參數(shù)的影響規(guī)律,實現(xiàn)了一種五零能模式材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。首先利用準靜態(tài)分析方法中的漸進均勻化方法,通過有限元分析來計算等效材料參數(shù),得... 

【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)】：77 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 超材料發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 聲學超材料的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 五零能模式材料的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
2 復合材料的均勻化理論
    2.1 代表體元法（RVEM）
    2.2 漸進均勻化方法（AH）
    2.3 數(shù)值算例
    2.4 本章小結(jié)
3 建立模型以及計算等效參數(shù)
    3.1 等效彈性模量計算
    3.2 等效密度計算
    3.3 材料等效參數(shù)隨單胞結(jié)構(gòu)尺寸變化的規(guī)律及分析
    3.4 本章小結(jié)
4 建立五零能模式材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型
    4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論
    4.2 坐標變換及變換聲學
        4.2.1 坐標變換
        4.2.2 變換聲學理論
        4.2.3 聲學斗篷
    4.3 平衡矩陣理論
        4.3.1 平衡矩陣的概念以及建立
        4.3.2 機構(gòu)穩(wěn)定性判斷
    4.4 建立優(yōu)化模型
        4.4.1 設(shè)計目標函數(shù)
        4.4.2 設(shè)計約束條件
        4.4.3 設(shè)計方法模型
        4.4.4 優(yōu)化流程表示
    4.5 本章小結(jié)
5 五零能模式材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化算例
    5.1 五零能模式材料層數(shù)變化
    5.2 五零能模式材料單胞內(nèi)正方體邊長變化
    5.3 坐標變換映射關(guān)系變化
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3154085