基于旋转的多阶非对称机械超材料的低频宽带设计

来源：计算力学学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：王小鹏,陈文炯,黎胜

单位：大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024

摘要：针对弹性波超材料的低频与宽带不可并存的问题,本文通过旋转构造非对称机械超材料实现低频带隙,并引入多阶进一步拓宽了低频带隙。利用反手性材料的节点旋转和韧带弯曲变形特征,通过韧带折叠逐步调节反四手性单胞对角线的振动体大小和韧带刚度,实现多阶的非对称单胞设计,并通过对带隙上下边界的共振模态与传输特性的分析阐明了弹性波带隙的产生和变化机理。研究表明,在非对称模式下,利用手性材料的节点旋转和韧带弯曲变形特征,可实现质量块的旋转共振并打开带隙,通过交替排列的2对不同质量块之间的共振叠加拓宽带隙。最后通过实验验证了提出的非对称机械超材料具有更出色的宽带和低频隔振性能。

关键词：机械超材料,非对称,多阶,带隙,拉胀,

基金资助：国家自然科学基金(12072058)资助项目.