剪紙藝術為結構的設計帶來了新靈感,通過改變原材料的拓撲結構,使得材料/結構在物理性能上發(fā)生顯著的改變,比如在光學、熱學、聲學和力學等方面都會有所體現(xiàn)。這種只改變其結構,不改變化學組成成分的設計,為國內外的科學研究人員以及工程技術人員在材料的設計上提供了參考的作用。本文主要將剪紙與結構設計相結合,對得到的結構進行了力學、聲學等方面的研究。首先,建立了金字塔形剪紙結構的數(shù)值模型,推導其在載荷作用下結構沿Z方向的位移變化情況。為了對該數(shù)值模型的正確性加以肯定,通過改變幾何參數(shù)或材料屬性對九種情況進行分析,接著將所得到的結果與商業(yè)軟件ABAQUS仿真分析得到結果進行對比�；谠摷艏埥Y構,又在COMSOL Multiphysics5.3中模擬磁場驅動的三維結構的自組裝,隨著磁場強度的變化,預剪裁設計的二維圖案可以轉化為三維的立體結構。然后,設計了一種具有負泊松比特性的結構,并對基于帶隙概念制備成的材料進行了隔振特性的驗證。由于該類型結構的負泊松比特性與幾何參數(shù)有著密切的聯(lián)系,在這里建立了幾何參數(shù)與泊松比函數(shù)的數(shù)值模型,并取三組不同的幾何參數(shù),將求的解析解與有限元分析結果相比較,以此來驗證數(shù)值模型... 

【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)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 本文研究背景與意義
    1.2 三維自組裝結構/材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 負泊松比材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 內凹多邊形負泊松比材料/結構
        1.3.2 剛性旋轉體單胞的負泊松比材料/結構
        1.3.3 手性單胞的負泊松比材料/結構
        1.3.4 彈性失穩(wěn)的負泊松比材料/結構
    1.4 彈性波帶隙材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內容
2 剪紙超材料的基本理論與研究方法
    2.1 引言
    2.2 剪紙超材料的制備方法
    2.3 剪紙結構的優(yōu)化設計新實現(xiàn)方法
    2.4 彈性波相關理論求解方法
    2.5 本章小結
3 金字塔形剪紙結構的設計與分析
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模型的建立
    3.3 金字塔剪紙結構的有限元分析
    3.4 數(shù)值分析結果與有限元仿真結果對比
    3.5 基于磁場驅動自展開的模擬
    3.6 本章小結
4 基于剪紙結構負泊松比材料的彈性波帶隙研究
    4.1 引言
    4.2 負泊松比單胞結構的介紹
    4.3 幾何參數(shù)對負泊松比的影響
        4.3.1 泊松比函數(shù)的數(shù)值模型
        4.3.2 負泊松比結構的有限元仿真分析
    4.4 幾何參數(shù)對彈性波帶隙性質的影響
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]負泊松比超材料研究進展[J]. 于靖軍,謝巖,裴旭.  機械工程學報. 2018(13)
[2]周期結構后屈曲新算法及其應用[J]. 黃屹瀾,高楠,鮑榮浩,陳偉球.  計算力學學報. 2016(04)
[3]可延展結構的設計及力學研究新進展[J]. 常若菲,張一慧,宋吉舟.  固體力學學報. 2016(02)
[4]橡膠Mooney-Rivlin模型中材料常數(shù)的確定[J]. 王偉,鄧濤,趙樹高.  特種橡膠制品. 2004(04)
[5]永磁體間作用力的計算[J]. 趙鳳桐,王淑文.  吉林工學院學報. 1991(01)

博士論文
[1]蜂窩材料彈性波頻散關系分析及帶隙特性微結構設計[D]. 孟俊苗.西北工業(yè)大學 2016
[2]彈性波帶隙材料/結構優(yōu)化設計[D]. 黃毓.大連理工大學 2014



本文編號：2914431