基于神经网络的局域共振减振结构设计与应用

摘要

随着我国高速铁路和城市轨道交通建设线路的逐渐增加，高速列车和地铁运行引起的环境振动问题日益严重，已经成为交通领域环境保护的一大难题。因此，为了能够有效地控制交通环境振动问题，基于声子晶体理论提出一种三组元周期减振结构，并对该周期减振结构的减振特性进行分析；另外，为了能够对该三组元周期减振结构进行快速设计以满足不同的减振需求，利用神经网络建立一种新型设计模型；最后，根据高速列车振动的主频范围，利用该新型设计模型成功设计出带隙范围能够覆盖列车振动主频的三组元周期减振结构，并且建立二维有限元模型验证所设计的三组元周期减振结构对列车振动的衰减效果。结果表明：该新型设计模型能够根据振动主频迅速和准确地设计出满足目标要求的三组元周期减振结构；且根据列车振动特点设计出的减振结构能够有效地控制列车振动，振动幅值可以减小75%～85%。

关键词

声子晶体 / 神经网络 / 设计模型 / 带隙特性 / 减振性能

基金资助

贵州省教育厅自然科学研究项目(黔科技[2024]274号)