一种非线性阻尼超材料：基于非线性带隙与模态耗散的宽带衰减
应用物理
2026-01-13 v2
摘要
本文中，我们将非线性阻尼效应与局部共振超材料的概念相结合，以实现超出常规带隙范围的振动衰减。所提出的设计将线性基体悬臂梁与周期性分布的惯性放大器作为非线性局部谐振子相组合。由惯性放大器引发的几何非线性导致了幅值依赖的非线性阻尼效应。通过模态叠加法与数值谐波法的实现，该有限非线性超材料被精确建模。所得非线性频率响应表明带隙既是幅值依赖的也被拓宽了。此外，由于非线性阻尼效应，模态频率也得到衰减。理论结果经实验验证。通过将非线性阻尼效应嵌入局部共振超材料，实现了所提超材料的宽带衰减，这为超越线性对应物极限的多功能超材料开辟了新可能。
引用
@article{arxiv.2307.14165,
title = {A Nonlinear Damped Metamaterial: Wideband Attenuation with Nonlinear Bandgap and Modal Dissipation},
author = {Bao Zhao and Henrik R. Thomsen and Xingbo Pu and Shitong Fang and Zhihui Lai and Bart Van Damme and Andrea Bergamini and Eleni Chatzi and Andrea Colombi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.14165},
year = {2026}
}