边界和杆件倾角对沙漏点阵结构振动特性的影响
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(1.College of Aerospace and Civil Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China； 2.Key Laboratory of Advanced Ship Materials and Mechanic/, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China； 3.Center for Composite Material/, Harbin Ins/tute of Technology, Harbin 150001, China)
摘 要：为设计兼具优异承载与减振功能的先进轻质多功能结构材料，本文通过试验结合数值的方法研究和对比 了新型金属沙漏型点阵结构和传统金字塔型点阵结构的固有振动和谐响应特性。基于模态有限元法和模态叠加 法，研究了不同边界条件和芯子杆件倾斜角度的沙漏和金字塔型点阵结构固有振动和谐响应特性，阐述了不同边 界条件和杆件倾斜角度对结构加速度频响曲线和幅值的影响规律。结果表明：芯子相对密度相同时，沙漏型点阵 结构具有较高的固有频率，且对边界条件和杆件倾斜角度变化更敏感。通过优化设计杆件倾斜角度可实现结构加 速度频响幅值的调控，为下一步工程应用提供理论依据和技术储备。 关键词：沙漏型；点阵结构；边界条件；倾斜角度；振动；模态；加速度频响；数值仿真 DOI：10. 11990/jheu.201806085 网络出版地址：htty ：////kcnii/Retyi/23. 1390.u.20190118. 1006. 006.html 中图分类号：0327 文献标志码:A 文章编号：1006-7043( 2019) 05-0878-08
Influence of boundary conditions and truss inclination angles on vibration characteristics of the hourglass lattice structrrr
LI Shuang1, 2 , YANG Jinshui1, 2 , WU Linzhi1, 2,3, YU Guocai1, 2 , YANG Lihong1, 2 , QU Jia1, 2
Abstract ：Thi/ study aims to expeymentally and numeycally investigate the free vibration and harmonic responses of the novi metallic hourglass lattice etructura and the traditional pyramidal lattice etructura e deign a new generation of advened lightweight multifinctional structural mateyals that possess both excelOnt load-beaang and vibration re duction propeaies. Based on the finite element modd analysis method and modal superposition approach, the natural eibaaiion and haamonieaesponsesofihehouaglasand pyaamidallaieesiaueiuaeswiih difeaeniboundaayeondiiions and truss inclination angles wera analyzed. Furthermora, the infuences of diffeant boundaia conditions and truss in clination angles on the acceleration frequence asponss curves and amplitudes of Wc structura wera revealed. The re sults show that the hourglass lattice structure possesses a highea natural frequence compared to the pyramidal lattice siauciuaewhen iheaelaiieedensiiiesofiheiau scoaesaaeequal.In addiiion, ihepaesenimodelhouaglaslaice siauciuaeismoaesensiiieeioeaaiaiionsofboundaaycondiiion and iau sinclinaiion angle.Iiisshown ihaiiheampliiudeofiheacceleaaiion faequencyaesponseofihesiauciuaecan beconiaoled byopiimizingiheiau sinclinaiion angle in ihedesign； ihus, ihissiudypaoeidesaiheoaeiicalbasisand iechnicalaeseaeefoafuaiheaengineeaingapplicaiions. Keywords: hourglass; lathee structure ； boundary condition ； inclination angle; vibration ； modal ; acceleration Oequ5ncyaspons ； num5aicalsimulaiion
第40卷第5期 2019年5月
பைடு நூலகம்
哈尔滨工程大学学报 Journal of Harbin Engineering University
Vol.40 =< May 2019
边界和杆件倾角对沙漏点阵结构振动特性的影响
李爽1,2,杨金水2,吴林志2,3,于国财2,杨丽红2,曲嘉1!2
(1.哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,黑龙江哈尔滨150001；2.哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学工信部重点实验 室,黑龙江哈尔滨150001；3.哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,黑龙江哈尔滨150080)
摘 要：为设计兼具优异承载与减振功能的先进轻质多功能结构材料，本文通过试验结合数值的方法研究和对比 了新型金属沙漏型点阵结构和传统金字塔型点阵结构的固有振动和谐响应特性。基于模态有限元法和模态叠加 法，研究了不同边界条件和芯子杆件倾斜角度的沙漏和金字塔型点阵结构固有振动和谐响应特性，阐述了不同边 界条件和杆件倾斜角度对结构加速度频响曲线和幅值的影响规律。结果表明：芯子相对密度相同时，沙漏型点阵 结构具有较高的固有频率，且对边界条件和杆件倾斜角度变化更敏感。通过优化设计杆件倾斜角度可实现结构加 速度频响幅值的调控，为下一步工程应用提供理论依据和技术储备。 关键词：沙漏型；点阵结构；边界条件；倾斜角度；振动；模态；加速度频响；数值仿真 DOI：10. 11990/jheu.201806085 网络出版地址：htty ：////kcnii/Retyi/23. 1390.u.20190118. 1006. 006.html 中图分类号：0327 文献标志码:A 文章编号：1006-7043( 2019) 05-0878-08
Influence of boundary conditions and truss inclination angles on vibration characteristics of the hourglass lattice structrrr
LI Shuang1, 2 , YANG Jinshui1, 2 , WU Linzhi1, 2,3, YU Guocai1, 2 , YANG Lihong1, 2 , QU Jia1, 2
Abstract ：Thi/ study aims to expeymentally and numeycally investigate the free vibration and harmonic responses of the novi metallic hourglass lattice etructura and the traditional pyramidal lattice etructura e deign a new generation of advened lightweight multifinctional structural mateyals that possess both excelOnt load-beaang and vibration re duction propeaies. Based on the finite element modd analysis method and modal superposition approach, the natural eibaaiion and haamonieaesponsesofihehouaglasand pyaamidallaieesiaueiuaeswiih difeaeniboundaayeondiiions and truss inclination angles wera analyzed. Furthermora, the infuences of diffeant boundaia conditions and truss in clination angles on the acceleration frequence asponss curves and amplitudes of Wc structura wera revealed. The re sults show that the hourglass lattice structure possesses a highea natural frequence compared to the pyramidal lattice siauciuaewhen iheaelaiieedensiiiesofiheiau scoaesaaeequal.In addiiion, ihepaesenimodelhouaglaslaice siauciuaeismoaesensiiieeioeaaiaiionsofboundaaycondiiion and iau sinclinaiion angle.Iiisshown ihaiiheampliiudeofiheacceleaaiion faequencyaesponseofihesiauciuaecan beconiaoled byopiimizingiheiau sinclinaiion angle in ihedesign； ihus, ihissiudypaoeidesaiheoaeiicalbasisand iechnicalaeseaeefoafuaiheaengineeaingapplicaiions. Keywords: hourglass; lathee structure ； boundary condition ； inclination angle; vibration ； modal ; acceleration Oequ5ncyaspons ； num5aicalsimulaiion
第40卷第5期 2019年5月
பைடு நூலகம்
哈尔滨工程大学学报 Journal of Harbin Engineering University
Vol.40 =< May 2019
边界和杆件倾角对沙漏点阵结构振动特性的影响
李爽1,2,杨金水2,吴林志2,3,于国财2,杨丽红2,曲嘉1!2
(1.哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,黑龙江哈尔滨150001；2.哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学工信部重点实验 室,黑龙江哈尔滨150001；3.哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,黑龙江哈尔滨150080)