局域共振星形弹性波超材料设计与振动抑制性能研究

来源：振动与冲击杂志2025年第16期北京时间：

作者：姜鼎一，李清liqing550@sjtu,,，杨德庆,，陈灏，刘西安

单位：1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程全国重点实验室，上海200240；2.上海交通大学重庆研究院，重庆401135；3.上海交通大学海南研究院，海南三亚572024；4.上海索辰科技股份有限公司，上海200021

摘要：周期性超材料中的弹性波传递特性由其能带结构所表征，星形负泊松比力学超材料因其能带的宽带隙性质具有优良的减振降噪应用前景。为进一步提高星形超材料的低频减振性能，优化设计了一种基于箭头形振子的可承载局域共振星形弹性波超材料微结构。基于结构有限元法结合两类周期性边界条件分别计算了附加振子前后基元的微观承载特性和能带特性，采用结构有限元法分析了其序构超结构的振动抑制特性，3D打印制造了超结构的钛合金试件，并对其减振性能开展了动力学试验。结果表明，附加振子破坏了星形超材料在45°弹性波波矢方向上本征模态的对角旋转对称性，额外打开了一条局域共振型低频带隙。本研究在保证星形超材料微观承载性能的同时强化了其低频振动抑制性能，对新型弹性波超材料的能带结构设计与调控具有参考意义。<br>

关键词：弹性波超材料；负泊松比；星形；能带结构；对角对称性