带局部共振板负质量元蜂窝

冲击波衰减增强

通过在蜂窝结构中加入局部共振板，实现负质量效应和定向带隙，能够有效隔离宽频冲击与爆炸波。

Huang, Yao · 吴九汇 · Lei, Yunzhong · Niu, Jiamin

Composite Structures 2023

技术优势

低频能挡

局部共振板产生的负质量效应使其与冲击波反向振动，从根源上抑制波的传播，而传统蜂窝低频性能不佳。

吸能更快

当冲击能量频率落在定向带隙内时，能量被局域在谐振板的振动中，从而使冲击波加速衰减。

普适设计

设计方法不限于特定蜂窝构型，内凹、六边形、半内凹均可实现，为工程应用奠定基础。

应用场景

• 冲击防护材料：直接用作防护结构，无需额外吸能层即可衰减宽频冲击波。
• 增材制造与微纳制造：可通过增材制造快速加工元蜂窝结构，便于定制谐振板参数。
• 机械工程：为机械部件提供抗冲击设计，提升结构在爆炸载荷下的稳定性。
• 智能建造与结构：作为智能防护构件集成于建筑，增强结构对冲击波的鲁棒性。