随着科技和工业技术的发展,环境和设备对机械振动控制提出了越来越高的要求,超材料作为一种具有出色弹性波调控能力的新型人工设计材料,在减振、降噪等方面有着重要应用价值。论文针对现有超材料难以实现低频带隙以及带隙调控等难点问题,设计一种带隙可调的准零刚度超材料,从理论计算、数值仿真以及实验验证三方面研究其带隙机理及调控方法。论文主要研究内容包括:1、基于曲梁类柔性恒力机构的设计理念,结合分布式形状优化方法,设计了一种新型准零刚度柔性单胞。利用广义打靶法和有限元仿真方法分别对单胞结构进行了静力学分析,得到了回复力与变形之间的关系,并通过拟合求导揭示了单胞的刚度特征。两种方法的计算结果均表明:所设计的单胞结构具有良好的准零刚度特性和有序的变形能力。2、将单胞进行线性阵列构造一维准零刚度超材料。利用集中质量法建立了超材料的质量-弹簧简化动力学模型;基于线性化刚度,利用布洛赫定理分析了超材料结构在不同预压量下的带隙特征。考虑到结构尺寸的有限性,通过数值分析和有限元仿真研究了弹性波在有限周期准零刚度超材料中的传播特性,揭示了低频带隙的产生机理。最后利用集中质量-弹簧模型和数值分析方法探讨了阻尼、单胞数量等参数对带隙特征和弹性波衰减性能的影响。3、利用增材制造技术,制备单胞试件和有限周期准零刚度超材料试件。通过弹簧拉压试验机测试单胞的回复力与变形之间的关系,进而得到单胞试件的实测刚度,从实验角度验证了单胞结构的准零刚度特性。搭建激振测试平台,利用激振器输入振动激励,通过加速度传感器拾取输入/输出振动信号,实测了不同预压量下的传递率,验证一维准零刚度超材料的低频带隙特性以及良好的带隙调控能力。