朝着粉末内含物的增材制造超材料，以实现可控耗散：填充密度的关键影响
摘要：颗粒减振器是附着在结构件上以减少不需要的振动的一种简单又有效的方法。金属的粉床熔融添加制造技术可以将任意形状、尺寸和空间分布的颗粒嵌入到块材料中，从而产生可控的耗散新型超材料，无需额外的外部减振装置。然而，目前尚不清楚包含粉床装箱的特性如何影响耗散程度。本研究提出了一种双向耦合的离散元素-有限元模型，首次能够一致地描述振动可变结构与封闭粉床装箱之间的相互作用。以空心悬臂梁填充不同粉体装箱（装箱密度、颗粒粒径和表面性质不同）的自由振动作为基本测试案例，以系统地研究这些影响因素。关键是发现阻尼特性强烈依赖于封闭粉末的装箱密度，并且存在最佳装箱密度，使耗散最大化。此外，发现（绝对）颗粒粒径对耗散的影响相对较小。针对这一观察，推导出不同变形模式的一阶解析模型，以探究其原因。
作者：Patrick M. Praegla, Thomas Mair, Andreas Wimmer, Sebastian L. Fuchs, Niklas Fehn, Michael F. Zaeh, Wolfgang A. Wall, Christoph Meier
论文ID：2302.08371
分类：Computational Engineering, Finance, and Science
分类简称：cs.CE
提交时间：2023-02-17