梯度超材料梁减振性能分析及参数优化

来源：振动与冲击杂志2025年第16期北京时间：

作者：王红艳wanghongyan99,，李红庆

单位：1.齐齐哈尔大学机电工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006；2.黑龙江省智能制造装备产业化协同创新中心，黑龙江齐齐哈尔161006

摘要：采用谱元法对梯度超材料梁进行数学建模和振动传递特性计算，理论分析了局域振子质量和位置梯度参数改变对超材料梁减振性能的影响关系，并利用非支配排序遗传算法II对梯度超材料梁进行多目标优化设计，获得了基于局域振子质量和位置梯度参数变化量的Pareto解集。通过与常规配置和单参数最优梯度配置情况进行对比；探究了多参数优化配置的优势性能。结果表明：通过适当选取Pareto解集参数，双参数梯度配置可以获得比常规配置和最优单参数梯度配置更宽的衰减带宽和更高的平均衰减强度。当局域振子质量梯度变化量Δm=-0.002 6 kg、位置梯度变化量Δa=0.077 m时，梯度超材料梁衰减带宽524 Hz，平均衰减强度-26.1 dB，相比于常规超材料梁，性能分别提高了59.0%和39.6%。该研究可为带局域振子的梯度超材料梁优化设计提供理论指导。<br>

关键词：梯度超材料梁；谱元法；减振特性；多目标遗传算法