طراحی و تحلیل ساختار نوین فراماده سلولی مکعبی سه‌بعدی به منظور کاهش ارتعاشات

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1134-ISAV2025 (R1)
نویسندگان
1دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس
2دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
کاهش ارتعاشات همواره یکی از چالش‌های اساسی در صنایع مختلف به شمار می‌رود و موجب شده است که توسعه‌ی مواد مهندسی پیشرفته و طراحی فرامواد نوین با ساختارهای ویژه بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش، دو فرامواد مکعبی سه‌بعدی جدید با هدف بهبود عملکرد در کاهش ارتعاشات و گسترش باندگپ فرکانسی معرفی و بررسی شده‌اند. برای تحلیل رفتار دینامیکی این ساختارها، مدل‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازی بر پایه‌ی روش تحلیل اجزای محدود انجام گرفته است. در این شبیه‌سازی، پاسخ فرکانسی فرامواد مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل با ساختارهای سلولی مشابه در مطالعات پیشین مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که فرامواد پیشنهادی در مقایسه با نمونه‌های موجود، باندگپ وسیع‌تر و مؤثرتری ایجاد می‌کنند و در کاهش شدت ارتعاشات عملکرد بهتری دارند. به طور کلی، یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که این ساختارهای شبکه‌ای پیشنهادی می‌توانند به عنوان گزینه‌ای مؤثر و قابل اعتماد برای طراحی مواد چندمنظوره با کارایی بالا در کاهش اغتشاش‌های مکانیکی و کنترل ارتعاشات مورد استفاده قرار گیرند.
کلیدواژه ها
 
Title
Design and Analysis of a Novel Three-Dimensional Cubic Cellular Metamaterial for Vibration Reduction
Authors
Amirabbas Khalili Yazdi, Niloofar Rezaeinia, Morteza Karmooz Mahdiabadi
Abstract
Vibration reduction has always been one of the fundamental challenges in various industries, leading to increased attention toward the development of advanced engineering materials and the design of novel metamaterials with special structures. In this study, two new three-dimensional cubic metamaterials are introduced and investigated with the aim of improving vibration attenuation performance and expanding the frequency bandgap. To analyze the dynamic behavior of these structures, numerical modeling based on the finite element analysis method was performed using simulation software. In this simulation, the frequency response of the metamaterials was examined, and the obtained results were compared with those of similar cellular structures reported in previous studies. The results indicate that the proposed metamaterials create a wider and more effective bandgap and exhibit better performance in vibration intensity reduction compared to existing samples. Overall, the findings of this research demonstrate that the proposed lattice structures can serve as effective and reliable candidates for designing multifunctional materials with high efficiency in mitigating mechanical disturbances and controlling vibrations.
Keywords
metamaterial, Vibration Reduction, Bandgap, Cellular Structure