(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111306003.4 (22)申请日 2021.11.05 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 张凯　赵鹏程　李雷　邓子辰　 (74)专利代理 机构 北京律智知识产权代理有限 公司 11438 代理人 阚梓瑄 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/11(2006.01) G06N 3/06(2006.01) (54)发明名称 基于立构性确定手性周期结构的方法及装 置 (57)摘要 本公开是关于一种基于立构性确定手性周 期结构的方法及装置， 属于结构动力学技术领 域。 该方法包括： 从多种手性周期结构中分别获 取每种所述手性周期结构的三维单胞模型； 根据 每种所述手性周期结构的三维单胞模型的结构 参数确定每种所述手性周期结构抑制弹性波传 播的频率范围； 基于多种所述手性周期结构抑制 弹性波传播的频率范围， 从多种所述手性周期结 构中确定目标手性周期结构。 本公开实施方式 中， 每种手性周期结构的单胞模型的立构性不 同， 保证了该多种手性周期结构的相对密度和静 态强度的一致性， 如此基于手性周期结构抑制弹 性波传播的频率范围选择的目标手性周期结构， 不仅能够保证结构的自身性能， 还能够实现对有 害振动的有效抑制。 权利要求书2页 说明书13页 附图5页 CN 114048563 A 2022.02.15 CN 114048563 A 1.一种基于立构性确定手性周期结构的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 从多种手性周期结构中分别获取每种所述手性周期结构的三维单胞模型， 多种所述手 性周期结构包括的三维单 胞模型的立构性均不相同； 根据每种所述手性周期结构的三维单胞模型的结构参数确定每种所述手性周期结构 抑制弹性波传播的频率范围； 基于多种所述手性周期结构抑制弹性波传播的频率范围， 从多种所述手性周期结构中 确定目标手性周期结构。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据每种所述手性周期结构的三维单胞 模型的结构参数确定每种所述手性周期结构抑制弹性波传播的频率范围， 包括： 根据所述手性周期结构的三维单胞模型的结构参数， 确定所述三维单胞模型的刚度矩 阵和质量矩阵； 根据所述三维单胞模型的刚度矩阵和质量矩阵确定所述手性周期结构抑制弹性波传 播的频率范围。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据 所述手性周期结构的三维单胞模型 的结构参数， 确定所述 三维单胞模型的刚度矩阵和质量矩阵， 包括： 根据动力学模型将所述 三维单胞模型离 散为多个梁单 元； 根据所述 三维单胞模型的结构参数确定多个所述梁单 元的质量矩阵和刚度矩阵； 对多个所述梁单元的质量矩阵， 以及多个所述梁单元的刚度矩阵分别进行组装， 得到 所述三维单胞模型的质量矩阵和刚度矩阵。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据 所述三维单胞模型的结构参数确定 多个所述梁单 元的质量矩阵和刚度矩阵， 包括： 根据所述三维单胞模型的结构参数确定所述梁单元在局部坐标系下的刚度矩阵和质 量矩阵， 以及 在局部坐标系下的坐标转换矩阵； 根据所述坐标转换矩阵对所述质量矩阵和所述刚度矩阵分别进行转换， 得到所述梁单 元的质量矩阵和刚度矩阵。 5.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据 所述三维单胞模型的刚度矩阵和质 量矩阵确定所述手性周期结构抑制弹性波传播的频率范围， 包括： 根据所述 三维单胞模型的刚度矩阵和质量矩阵获取 所述三维单胞模型的运动方程； 获取所述单位单 胞模型的位移矢量和自由度缩 减矩阵的关系方程； 根据所述三维单胞模型的运动方程和关系方程确定所述三维单胞模型的频率和波矢 方程； 根据所述三维单胞模型的频率和波矢方程确定所述手性周期结构抑制 弹性波传播的 频率范围。 6.如权利要求1 ‑5任一所述的方法， 其特征在于， 所述基于多种所述手性周期结构抑制 弹性波传播的频率范围， 从多种所述手性周期结构中确定目标手性周期结构， 包括： 从多种所述手性周期结构中选择抑制弹性波传播的频率范围与参考频率范围的交集 范围最大的一 者对应的手性周期结构作为目标手性周期结构。 7.一种基于立构性确定手性周期结构的装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 获取模块， 用于从多种手性周期结构中分别获取每种所述手性周期结构的三维单胞模权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114048563 A 2型， 多种所述手性周期结构包括的三维单 胞模型的立构性均不相同； 第一确定模块， 用于根据每种所述手性周期结构的三维单胞模型的结构参数确定每种 所述手性周期结构抑制弹性波传播的频率范围； 第二确定模块， 用于基于多种所述手性周期结构抑制 弹性波传播的频率范围， 从多种 所述手性周期结构中确定目标手性周期结构。 8.如权利要求7 所述的装置， 其特 征在于， 所述第一确定模块包括： 第一确定单元， 用于根据所述手性周期结构的三维单胞模型的结构参数， 确定所述三 维单胞模型的刚度矩阵和质量矩阵； 第二确定单元， 用于根据所述三维单胞模型的刚度矩阵和质量矩阵确定所述手性周期 结构抑制弹性波传播的频率范围。 9.如权利要求8所述的装置， 其特 征在于， 所述第一确定单 元主要用于： 根据动力学模型将所述 三维单胞模型离 散为多个梁单 元； 根据所述 三维单胞模型的结构参数确定多个所述梁单 元的质量矩阵和刚度矩阵； 对多个所述梁单元的质量矩阵， 以及多个所述梁单元的刚度矩阵分别进行组装， 得到 所述三维单胞模型的质量矩阵和刚度矩阵。 10.如权利要求9所述的装置， 其特 征在于， 所述第一确定单 元还主要用于： 根据所述三维单胞模型的结构参数确定所述梁单元在局部坐标系下的刚度矩阵和质 量矩阵， 以及 在局部坐标系下的坐标转换矩阵； 根据所述坐标转换矩阵对所述质量矩阵和所述刚度矩阵分别进行转换， 得到所述梁单 元的质量矩阵和刚度矩阵。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114048563 A 3