基于高斯展开法的碟形声学黑洞半解析建模与宽频调谐减振机理研究

来源：振动与冲击杂志2024年第2期北京时间：

作者：丁媛， 施凯耀，郑玲

单位：重庆大学机械与运载工程学院机械传动国家重点实验室，重庆400044

摘要：近年来，嵌入式声学黑洞（ABH）以其优异的性能，在结构减振降噪、声波调控、能量回收等领域展示了广阔的应用前景，但其局部结构强度弱化会影响其工程实用性。本文提出一种碟形声学黑洞(Dish-shaped acoustic black hole，DABH)结构，将其附加在主体结构上，以实现对主体结构的宽频减振。在Rayleigh-Ritz法框架下，选择高斯函数作为基函数，根据声学黑洞板的形状确定基函数的分布，避免质量和刚度矩阵的奇异化，建立了其耦合系统半解析模型。通过与有限元模态分析结果的对比，验证了半解析建模方法的正确性。研究了碟形声学黑洞结构参数以及连接位置对主体结构振动响应特性的影响规律，分析了碟形声学黑洞的ABH效应以及与主体结构的耦合效应，揭示了其宽频调谐减振的机理，为拓展声学黑洞在宽频结构振动控制上的应用提供了新的思路。

关键词：声学黑洞；减振；高斯展开法；DVA效应