使用3D打印聚合物混凝土的声学黑洞结构

减轻不必要的振动在结构和机械系统的设计中至关重要，以确保安全、可靠性和长期性能。本论文推进了声学黑洞（ABH）概念，这是一种被动振动控制策略，通过用控制的材料特性替代几何收敛。利用欧拉-伯努利梁理论，聚合物混凝土（PC）中的弹性模量变化实现了波速降低，而不影响疲劳抗力。PC的高强度、出色的阻尼和流变特性使其成为3D打印ABH结构的理想材料。本研究考察了普通混凝土的粘结性能，开发了具有定制流变和机械性能的PC混合物，并评估了其3D打印性。开发并测试了一种全尺寸的多材料ABH-PC结构，显示出显著的波速降低和增强的衰减。这项研究建立了将承重的3D打印PC集成到先进振动敏感系统中的可扩展路径，展示了以材料驱动的ABH设计在建筑和工程应用中改善长期性能和可靠性的潜力。