振动噪声与人类生命密切相关,不良的振动严重影响设备运行精度、稳定性与可靠性,影响人身健康。因此,在结构工程领域,减振结构优化设计尤为重要。晶格超结构是一类结合轻量化晶格的人工设计结构,具备着独特的振动特性,在减振领域具有重要的应用价值。然而,复杂的晶格使得该类结构的制造加工难度极大。有别于传统制造方法,采取“增材”制造思路的3D打印技术,是一种适合复杂结构制造的先进成形技术。不断研究和发展的3D打印技术为晶格超结构的结构设计提供了新的创新空间,实现了该类结构在工程应用方面新的突破。针对此现状,本文设计并制备了一种由周期性晶格和嵌入式共振子组成的金属晶格超结构来抑制振动。主要研究内容包括:1、基于局域共振原理设计了一种由FBCCZ构型晶格和高密度共振子组成的具备低频带隙的嵌入式晶格超结构。在晶格超结构内部设计了承装共振子的立方体凹槽,建立了该晶格超结构的三维几何模型,并根据材料需求选定了 AlSi10Mg合金和锡铋合金两种金属材料。将晶格超结构简化为经典弹簧-质量模型,计算了晶格超结构的等效质量密度,建立了嵌入式晶格超结构带隙范围的理论预测模型。2、运用有限元仿真计算了该晶格超结构的带隙特性和传输特性。结果表明,所提出的晶格超结构可以在低频范围内产生一条完整的带隙。讨论了不同周期阵列数对传输特性曲线的影响。探究了晶格半径、超结构缩放因子和共振子填充比例三种结构参数对该晶格超结构带隙位置和宽度的影响规律。由此,得到最低带隙频率所对应的结构参数为R=0.8mm,S=100,l=22.63mm;最大带隙宽度所对应的结构参数为R=2.53mm,S=0.1,l=22.63mm,并对两组最优参数进行了仿真验证。3、采用选区激光熔化技术制造了轻质AlSi10Mg合金晶格结构。在晶格结构中灌注了高密度、低熔点的锡铋合金充当嵌入式局域共振子以打开超结构中的带隙,形成独特的3D打印晶格和液态合金灌注结合的减振超结构制备工艺。对完成的晶格超结构,采用模态力锤试验得到该晶格超结构的弹性波振动衰减,实验结果与仿真结果基本一致。4、以某飞行器舵面为实例,研究了一种基于该晶格超结构的功能性重构方法。结合3D打印工艺特征,通过自定义晶胞和功能性重构设计将晶格超结构初步应用于舵面模型上。对3D打印制备的纯晶格舵面和晶格超结构舵面进行了对比分析。相较于纯晶格舵面,功能性重构后的晶格超结构舵面经试验验证低频减振性能良好。