[發(fā)明專利]基于立構(gòu)性確定手性周期結(jié)構(gòu)的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111306003.4
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN114048563A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凱;趙鵬程;李雷;鄧子辰
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15;G06F30/27;G06F17/16;G06F17/11;G06N3/06
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

本公開是關(guān)于一種基于立構(gòu)性確定手性周期結(jié)構(gòu)的方法及裝置，屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：從多種手性周期結(jié)構(gòu)中分別獲取每種所述手性周期結(jié)構(gòu)的三維單胞模型；根據(jù)每種所述手性周期結(jié)構(gòu)的三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定每種所述手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍；基于多種所述手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍，從多種所述手性周期結(jié)構(gòu)中確定目標(biāo)手性周期結(jié)構(gòu)。本公開實施方式中，每種手性周期結(jié)構(gòu)的單胞模型的立構(gòu)性不同，保證了該多種手性周期結(jié)構(gòu)的相對密度和靜態(tài)強度的一致性，如此基于手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍選擇的目標(biāo)手性周期結(jié)構(gòu)，不僅能夠保證結(jié)構(gòu)的自身性能，還能夠?qū)崿F(xiàn)對有害振動的有效抑制。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及結(jié)構(gòu)動力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于立構(gòu)性確定手性周期結(jié)構(gòu)的方法及裝置。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)體振動問題廣泛存在于航空航天、船舶、車輛交通等各種工程領(lǐng)域中，抑制結(jié)構(gòu)體的有害振動一直是工程技術(shù)中迫切需要解決的問題。本質(zhì)上來說，結(jié)構(gòu)體中的振動是以彈性波的形式在介質(zhì)中傳播。對有害振動進行抑制，也就是對結(jié)構(gòu)體中彈性波的抑制。研究表明，手性周期結(jié)構(gòu)具有重要的帶隙特性。其中，帶隙特性是指當(dāng)彈性波在周期結(jié)構(gòu)體中傳播時，某些頻率范圍內(nèi)的彈性波被抑制的特性。

需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的在于提供一種基于立構(gòu)性確定手性周期結(jié)構(gòu)的方法、裝置、可讀存儲介質(zhì)及計算機設(shè)備，能夠在保證自身性能的同時實現(xiàn)對有害振動的抑制。

根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種基于立構(gòu)性確定手性周期結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：

從多種手性周期結(jié)構(gòu)中分別獲取每種所述手性周期結(jié)構(gòu)的三維單胞模型，多種所述手性周期結(jié)構(gòu)包括的三維單胞模型的立構(gòu)性均不相同；

根據(jù)每種所述手性周期結(jié)構(gòu)的三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定每種所述手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍；

基于多種所述手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍，從多種所述手性周期結(jié)構(gòu)中確定目標(biāo)手性周期結(jié)構(gòu)。

本公開一示例實施方式所述的方法，所述根據(jù)每種所述手性周期結(jié)構(gòu)的三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定每種所述手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍，包括：

根據(jù)所述手性周期結(jié)構(gòu)的三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定所述三維單胞模型的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣；

根據(jù)所述三維單胞模型的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣確定所述手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍。

本公開一示例實施方式所述的方法，所述根據(jù)所述手性周期結(jié)構(gòu)的三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定所述三維單胞模型的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，包括：

根據(jù)動力學(xué)模型將所述三維單胞模型離散為多個梁單元；

根據(jù)所述三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定多個所述梁單元的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣；

對多個所述梁單元的質(zhì)量矩陣，以及多個所述梁單元的剛度矩陣分別進行組裝，得到所述三維單胞模型的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣。

本公開一示例實施方式所述的方法，所述根據(jù)所述三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定多個所述梁單元的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣，包括：

根據(jù)所述三維單胞模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定所述梁單元在局部坐標(biāo)系下的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，以及在局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣；

根據(jù)所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣對所述質(zhì)量矩陣和所述剛度矩陣分別進行轉(zhuǎn)換，得到所述梁單元的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣。

本公開一示例實施方式所述的方法，所述根據(jù)所述三維單胞模型的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣確定所述手性周期結(jié)構(gòu)抑制彈性波傳播的頻率范圍，包括：