Ontwerp en productie van snel assembleerbare resonatoren voor modulaire lokaal resonante metamaterialen

Abstract

Lokaal resonante metamaterialen (LRM’s) zijn structuren die, ondanks hun laag gewicht, trillingen en geluid effectief onderdrukken. Voor snelle in-situ tests zijn modulaire oplossingen nodig, daarom richt deze thesis zich op het onderzoek en de ontwikkeling van modulaire LRM’s. Deze modulaire LRM’s dienen een montage op een kunststof- en metaalplaat mogelijk te maken.

Na een literatuuronderzoek naar bestaande bevestigingsmechanismen worden verschillende concepten voor kunststof- en metalen platen geselecteerd. Vervolgens worden resonatoren met een geïntegreerde bevestiging ontworpen en ge-3D-print. Deze resonatoren worden experimenteel getest om hun dynamische eigenschappen, zoals resonantiefrequentie en lineariteit, te valideren. Na positieve validatie op resonatorniveau wordt een metamateriaalvalidatie uitgevoerd om het stopbandeffect en de trillingsonderdrukking te bevestigen.

De resultaten tonen aan dat het type verbinding merkbare invloed heeft op de ligging van de resonantiepiek, wat de nadruk legt op de moeilijkheid van het afstemmen van de resonantiefrequentie. Echter, elke verbinding vertoont wel een lineair gedrag. De experimenten op de LRM-platen bevestigen het stopbandeffect wanneer gebruik wordt gemaakt van modulaire resonatoren. Daarnaast vertonen de LRM-platen ook een lineair gedrag waarbij de stopband niet verschuift bij verhoogde excitatie. Hiermee wordt aangetoond dat resonatoren effectief modulair kunnen worden toegevoegd aan structuren.