近日，由我校宇航学院胡更开教授负责，北京理工大学、天津大学、北京大学、国防科技大学、武汉第二船舶设计研究所共同申报的国家自然科学基金重大项目“力学超材料/结构波动能量输运与调控”获批资助（项目批准号：11991030）。该重大项目的获批标志着宇航学院在超材料/超结构波动力学领域已经形成了自己的优势和特色。
弹性波/声波作为机械能传播的重要方式，通过材料和结构设计对其进行调控，是实现减振降噪、波隐身等功能的基础。目前材料和结构在静态承载和动态波调控设计思路上存在矛盾： 如为满足轻质高刚/强度静态承载设计要求，需要约束材料和结构的内部变形与运动；但随着约束增强，材料和结构对波动能量输运的调控能力也随之减弱。这往往导致材料/结构的刚度与阻尼间矛盾难以协调、与低频波动耦合作用弱等困难。由于缺乏多功能动态设计方法，低频波动控制功能材料、高刚/高阻尼材料的研制进展缓慢，已成为低频水声隐身、大型轻质航天结构低频振动抑制等重大工程中急需解决的瓶颈问题。
通过对材料/结构进行设计，特别是近十年来发展起来的力学超材料/结构为波动能量传输和耗散控制提供了新的思路。通过微结构设计，调节局部变形和运动约束，可有效增强结构与宽低频波的耦合，进而提高对波动能量的输运调控能力，不仅有望解决传统材料刚度与阻尼间的矛盾和低频波耦合作用弱等难题，还能极大丰富人们对波与材料相互作用的认识水平，发现新规律，为波动能量传播的精确调控提供方法。因此，该重大项目将系统研究微结构对材料内部变形和运动模式的影响规律，揭示力学超材料/结构与波耦合作用的机理，发展对波动能量输运调节方法，为多功能材料与结构动态设计奠定理论基础，同时为重大工程装备中低频波动控制提供新的技术。
来源：北京理工大学 学术网
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