科学家开发出控制机器和仪器振动的新结构

导读 科学家表示,他们已经开发出一种结构,可以比迄今为止用于控制各个行业机器和设备震动的传统系统更有效地吸收和减少工程和机械装置的振动。...
2024-09-03 14:29:17

科学家表示,他们已经开发出一种结构,可以比迄今为止用于控制各个行业机器和设备震动的传统系统更有效地吸收和减少工程和机械装置的振动。

该研究结果发表在《科学报告》杂志上,沙迦大学土木与环境工程教授、论文合著者穆萨·勒布卢巴表示,该研究与一种结合两种材料的独特设计结构有关。

“我们设计的结构非常独特,因为它结合了两种材料:一种容易弯曲(负刚度),一种抗弯曲(正刚度),”Leblouba 教授说。“当这些材料结合在一起时,它们会产生一种特殊的行为,即结构可以支撑重载,同时几乎不受小振动的影响。”

该研究是沙迦大学工程学院、印度国家技术学院和沙特阿拉伯法赫德国王大学的科学家共同合作完成的。

科学家写道:“从分析、数值和实验研究中可以看出,所提出的模型不仅代表了准零点结构特性,而且还具有有效的隔振性能,特别是在低频范围内。

“这证明了元结构通过创新设计和战略材料利用减轻振动影响的能力,从而确立了其在振动隔离至关重要的实际工程解决方案中的潜在适用性。”

这种新颖的“元结构”具有准零刚度 (QZS) 特性。它基于高静态和低动态刚度机制。它由四个平行排列的单元组成,每个单元都包含倾斜梁和半圆形拱门。

准零刚度或 QZS 是指结构在一定范围内对运动的阻力极低的一种状态,使其能够有效隔离振动,同时仍能支撑负载。这一独特特性是“超结构”在敏感环境中保持稳定性的关键。

Leblouba 教授表示,这项研究的目的是创造“一种不仅在理论上合理,而且对于需要精确控制振动的行业的实际应用也切实可行的解决方案” 。

“在我们的研究中,我们开发并验证了一种有助于控制振动的新型结构,振动是会影响机器和设备性能的不必要的运动。”

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