申请/专利权人：上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院;上海交通大学

申请日：2021-09-01

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113705054B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.12.14#实质审查的生效;2021.11.26#公开

摘要：本发明提供一种带隙超材料的Yang‑Li叠加效应设计方法及其结构。该方法首先指定超材料功能基元基本属性；其次指定超材料的总体能带设计区间，并根据Yang‑Li叠加效应所要进行带隙叠加设计的带隙区间数，设定功能基元组的个数；随后，建立各超材料功能基元组的优化设计数学模型，优化求解得到功能基元组的各自设计变量值；之后利用Yang‑Li叠加效应将各功能基元组梯度叠加序构成为带隙超材料或带隙超材料结构；最后，根据设计方案制造出指定频段减振降噪超材料或超材料结构。本发明的一种带隙超材料的设计和制造方法及相应带隙超材料，打破了现有带隙超材料带隙较窄且只能作为功能材料的工程应用局限。

主权项：1.一种带隙超材料的带隙叠加效应设计方法，其特征在于，包括步骤：S1：指定功能基元组的基材、设计区域、基本拓扑构型和几何设计变量；S2：指定超材料的所述功能基元组的能带设计区间，确定需按照带隙叠加效应进行带隙叠加的频率区间数目，根据所述频率区间数目决定所述功能基元组的个数；S3：建立各所述功能基元组的能带结构的最优化数学模型，所述最优化数学模型以承载和轻量化为约束条件；S4：分别优化求解出具有指定频段带隙的所述功能基元组各自的设计变量值；S5：利用所述带隙叠加效应将所述功能基元组梯度叠加序构，形成所需能带设计区间的超材料或超材料结构；S6：利用所述超材料设计带隙超材料结构，并检验所述带隙叠加效应；所述带隙超材料结构包括：船舶、航空航天、汽车、建筑和机械行业使用的三明治带隙超材料夹芯板、带隙超材料夹芯梁、带隙超材料壳体、带隙超材料基座、带隙超材料肋骨、带隙声学覆盖层、带隙隔声板和带隙超材料隔振器；S7：通过铸造、焊接、黏贴、挤压、机械切削或3D增材制造方法制造所述带隙超材料结构。

全文数据：

权利要求：

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