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基于准零刚度的铝制管中管系统建筑型TPU夹层设计与振动衰减性能研究
《Advanced Composites and Hybrid Materials》：Quasi-zero stiffness TPU interlayer for aluminium–polymer pipe-in-pipe systems: design, modeling and multifunctional performance
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年10月12日 来源：Advanced Composites and Hybrid Materials 15.5
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摘要本文提出一种用于铝制管中管（PIP）系统的建筑型热塑性聚氨酯（TPU）夹层，以结合承载能力与振动衰减功能。该夹层通过几何变形被设计为表现出准零刚度（QZS）响应。建立了分析模型以描述其准静态力–位移响应和动态位移传递率。采用有限元模拟以及压缩和振动实验来评估平台力、平台宽
本文提出一种用于铝制管中管（PIP）系统的建筑型热塑性聚氨酯（TPU）夹层，以结合承载能力与振动衰减功能。该夹层通过几何变形被设计为表现出准零刚度（QZS）响应。建立了分析模型以描述其准静态力–位移响应和动态位移传递率。采用有限元模拟以及压缩和振动实验来评估平台力、平台宽度、比吸能（SEA）和振动传递。参数研究考察了材料属性和几何参数对这些性能指标的影响。结果表明，与基准构型相比，参数变化可使QZS平台宽度增加200%–300%，并改变平台力。对三种代表性构型进行了实验评估，以检验预测的压缩和振动响应。讨论了数值预测与实验测量之间的差异，涉及材料行为、制造变异和边界条件。本研究阐明了夹层几何形状、压缩响应和振动传递之间的关系，为管道组件建筑型夹层的进一步开发提供了基础。
本文提出一种用于铝制管中管（PIP）系统的建筑型热塑性聚氨酯（TPU）夹层，以结合承载能力与振动衰减功能。该夹层通过几何变形被设计为表现出准零刚度（QZS）响应。建立了分析模型以描述其准静态力–位移响应和动态位移传递率。采用有限元模拟以及压缩和振动实验来评估平台力、平台宽度、比吸能（SEA）和振动传递。参数研究考察了材料属性和几何参数对这些性能指标的影响。结果表明，与基准构型相比，参数变化可使QZS平台宽度增加200%–300%，并改变平台力。对三种代表性构型进行了实验评估，以检验预测的压缩和振动响应。讨论了数值预测与实验测量之间的差异，涉及材料行为、制造变异和边界条件。本研究阐明了夹层几何形状、压缩响应和振动传递之间的关系，为管道组件建筑型夹层的进一步开发提供了基础。
