北理工宇航學院主持的國家自然科學基金重大項目獲批資助
發(fā)布日期：2019-12-13 供稿：宇航學院 張凱、科研院
編輯：楊麗靜 審核：曲虹 閱讀次數(shù)：
近日，由我校宇航學院胡更開教授負責，北京理工大學、天津大學、北京大學、國防科技大學、武漢第二船舶設計研究所共同申報的國家自然科學基金重大項目“力學超材料/結(jié)構(gòu)波動能量輸運與調(diào)控”獲批資助（項目批準號：11991030）。該重大項目的獲批標志著宇航學院在超材料/超結(jié)構(gòu)波動力學領域已經(jīng)形成了自己的優(yōu)勢和特色。
彈性波/聲波作為機械能傳播的重要方式，通過材料和結(jié)構(gòu)設計對其進行調(diào)控，是實現(xiàn)減振降噪、波隱身等功能的基礎。目前材料和結(jié)構(gòu)在靜態(tài)承載和動態(tài)波調(diào)控設計思路上存在矛盾： 如為滿足輕質(zhì)高剛/強度靜態(tài)承載設計要求，需要約束材料和結(jié)構(gòu)的內(nèi)部變形與運動；但隨著約束增強，材料和結(jié)構(gòu)對波動能量輸運的調(diào)控能力也隨之減弱。這往往導致材料/結(jié)構(gòu)的剛度與阻尼間矛盾難以協(xié)調(diào)、與低頻波動耦合作用弱等困難。由于缺乏多功能動態(tài)設計方法，低頻波動控制功能材料、高剛/高阻尼材料的研制進展緩慢，已成為低頻水聲隱身、大型輕質(zhì)航天結(jié)構(gòu)低頻振動抑制等重大工程中急需解決的瓶頸問題。
通過對材料/結(jié)構(gòu)進行設計，特別是近十年來發(fā)展起來的力學超材料/結(jié)構(gòu)為波動能量傳輸和耗散控制提供了新的思路。通過微結(jié)構(gòu)設計，調(diào)節(jié)局部變形和運動約束，可有效增強結(jié)構(gòu)與寬低頻波的耦合，進而提高對波動能量的輸運調(diào)控能力，不僅有望解決傳統(tǒng)材料剛度與阻尼間的矛盾和低頻波耦合作用弱等難題，還能極大豐富人們對波與材料相互作用的認識水平，發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，為波動能量傳播的精確調(diào)控提供方法。因此，該重大項目將系統(tǒng)研究微結(jié)構(gòu)對材料內(nèi)部變形和運動模式的影響規(guī)律，揭示力學超材料/結(jié)構(gòu)與波耦合作用的機理，發(fā)展對波動能量輸運調(diào)節(jié)方法，為多功能材料與結(jié)構(gòu)動態(tài)設計奠定理論基礎，同時為重大工程裝備中低頻波動控制提供新的技術。
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