带隙可调的压电超材料梁振动抑制与能量采集双功能特性研究

来源：振动与冲击杂志2025年第22期北京时间：

作者：钟可欣,,，张成,，许伟业,，余永丰，李天匀,，朱翔zhuxiang@hust,

单位：1.华中科技大学船舶与海洋工程学院，武汉430074；2.汉江国家实验室，武汉430061；3.船舶与海洋水动力湖北省重点实验室，武汉430074

摘要：设计了一种兼有减振与能量采集的压电超材料梁，利用其带隙<span>可调谐</span>特性和能量局域效应进行减振和能量采集。使用传递矩阵法计算了压电超材料梁的能带结构，系统分析了晶格常数和串联的电感-电阻(inductor-resistor, LR)分流电路参数对带隙特性的影响。通过数值模拟分析了有限周期结构的压电超材料梁的减振与能量采集性能。试验进一步验证了理论模型和仿真结果的准确性。试验结果表明，当电感L=2 H、电阻R=20 Ω时，在局域共振带隙范围内，相比于均质梁振动衰减了6.29 dB，所有压电片最大输出电压总和为21.07 V。这项研究结果为智能结构的多功能化设计提供了参考。<br>

关键词：可调带隙；振动抑制；能量采集；压电超材料梁