一个海外灵感的多功能格子中的宽带声音吸收和高损坏抵抗:神经网络驱动的设计和优化
Jianbin Feng1,2, Jing Qiao3, Qishan Xu1
1State Key Laboratory of Robotics and System, Harbin Institute of Technology, Heilongjiang, 150001, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|June 7, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的网格结构,灵感来自乌的,提供卓越的吸声和抗损坏能力. 这一突破使得能够为工程应用设计先进的多功能材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 声学工程 声学工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 由于设计局限性,将声学和机械性能整合到单个结构中具有挑战性.
- 现有的方法很难有效地平衡吸声和抗损伤能力.
研究的目的:
- 开发一种新的格子结构,既具有出色的吸声能力,又具有很高的抗损伤能力.
- 为复杂结构的声学优化提出一个高保真度神经网络模型.
- 展示灵感来自自然结构的多功能设计.
主要方法:
- 通过引入散射孔来利用乌贝的机械性能.
- 开发一个通用的高保真神经网络校正模型用于阻抗计算.
- 采用多细胞组合设计来优化声学.
主要成果:
- 在50毫米厚的结构中,达到0.88 (300-600 Hz) 和0.93 (500-1000 Hz) 的平均声音吸收系数.
- 在不同相对密度的优化结构中表现出异常的耐损性.
- 突出了外厚度对声学和机械性能的影响.
结论:
- 引入了设计具有集成声学和机械性能的多功能结构的新型范式.
- 拟议的格子结构为先进的材料设计提供了一个有前途的解决方案.
- 为未来的多功能结构开发研究提供了宝贵的灵感.
