声学黑洞作为一种用于减振的新型波操纵技术,因其具有易于实现、宽频波聚集和能量耗散等特点而受到越来越多的关注。然而,传统的嵌入式声学黑洞结构不可避免地降低了整体结构的刚度和强度,这妨碍了它们作为关键结构部件的使用。本文结合声学黑洞概念与动力吸振器原理,研究了二维附加式声学黑洞作为辅助部件的振动抑制性能,并提出了新型附加式声学黑洞结构改进设计方案,实现了良好的宽频减振效果。本文的主要研究内容和创新成果如下:1.建立了被控主结构与附加式声学黑洞结构的动力学耦合分析理论,定义了耦合系数以评价两者的耦合强度。分析发现了附加式声学黑洞结构的两种振动抑制机制:与主结构相互作用的动力吸振效应和由声学黑洞能量聚集效应导致的阻尼效应。2.通过仿真计算证明了附加式声学黑洞能够有效地抑制系统宽频范围内的共振峰。讨论了附加式声学黑洞的振型和安装位置与阻尼层材料损失因子对耦合系数的影响,并且进一步表明了尽管附加式声学黑洞具有丰富的模态,但只有少量模态才能与主结构发生强耦合。3.通过破坏附加式声学黑洞结构的对称性,提出了偏心和开槽两种改进设计方案,增加了附加结构与被控对象发生强耦合的几率,提升了低频段的抑振性能,充分利用了附加式声学黑洞的高阻尼特性。尤其是开槽附加式声学黑洞结构的附加质量小且设计方便。4.利用实验手段验证了附加式声学黑洞的宽带振动抑制能力和两种减振机制,验证了开槽改进设计的优越性,证明了附加式声学黑洞结构不仅有效解决了强度与频率之间的矛盾,而且克服了传统声学黑洞可调频率范围窄的不足,同时为工程减振应用提供了设计指导。